ES2350973T3 - DISGREGATION SYSTEM OF A FORMULATION OF POWDER AND DRY POWDER INHALERS. - Google Patents
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Abstract
Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco, que comprende una cámara (3) de circulación de aire sustancialmente cilíndrica, siendo una altura menor que su diámetro, teniendo la cámara una pared cilíndrica y al menos dos canales (2, 9) de suministro de aire que entran en la cámara (3) como tangentes a la pared (5) cilíndrica en lados generalmente opuestos de esta pared (5), adecuados para crear un modelo de flujo de aire circular dentro de la cámara (3) o teniendo los dos canales (2, 9) de aire entradas diferentes o compartiendo alternativamente la misma entrada que se divide, de manera que tenga un paso (2) para atravesar la región de medición de la dosis o de suministro de la dosis del inhalador para permitir que la cantidad de polvo de una sola dosis sea arrastrada a la cámara (3) de circulación por aire que fluye por este paso (2) y para servir el otro paso como canal (9) de derivación hacia la cámara (3) de circulación adecuada para acelerar las partículas y crear un modelo de flujo más simétrico dentro de dicha cámara (3), caracterizado por que el número de canales (9) de derivación está entre uno y ocho, preferiblemente tres, estando los canales preferiblemente sustancialmente simétricamente distribuidos por la circunferencia de la pared (5, 10) de la cámara (3) de circulación [además del canal (2) que atraviesa el medio de la dosis del inhalador] y la forma de la cámara (3) de circulación tiene esquinas, preferiblemente tiene ocho esquinas, teniendo la pared (5) de la cámara (3) lados de diferentes longitudes, en la que los lados (32) más largos y los lados (22) más pequeños adyacentes se alternan, sirviendo los lados (32) más largos como lados de aceleración junto con velocidad de ganancia de partículas de movimiento para aumentar la velocidad del impacto, siendo los lados más pequeños adecuados como sitios de impacto.A disintegration means for dry powder inhalers, comprising a substantially cylindrical air circulation chamber (3), being a height smaller than its diameter, the chamber having a cylindrical wall and at least two supply channels (2, 9) of air entering the chamber (3) as tangents to the cylindrical wall (5) on generally opposite sides of this wall (5), suitable for creating a circular air flow model within the chamber (3) or having the two different air channels (2, 9) or alternatively sharing the same inlet that divides, so that it has a step (2) to go through the dose measurement region or the inhaler dose supply to allow the amount of powder from a single dose is drawn into the air circulation chamber (3) that flows through this step (2) and to serve the other step as a bypass channel (9) to the appropriate circulation chamber (3) to accelerate the split and creating a more symmetrical flow model within said chamber (3), characterized in that the number of bypass channels (9) is between one and eight, preferably three, the channels being preferably substantially symmetrically distributed along the circumference of the wall (5, 10) of the circulation chamber (3) [in addition to the channel (2) that crosses the middle of the inhaler dose] and the shape of the circulation chamber (3) has corners, preferably has eight corners, having the chamber wall (5) (3) sides of different lengths, in which the longer sides (32) and the adjacent smaller sides (22) alternate, serving the longer sides (32) as sides of acceleration along with speed of gain of motion particles to increase the speed of impact, the smaller sides being suitable as impact sites.
Description
Campo técnico de la invención Technical Field of the Invention
El campo de la invención se refiere a inhaladores de polvo seco para el suministro de un medicamento o una mezcla de medicamentos, a las vías respiratorias. Los inhaladores de polvo seco están diseñados para almacenar y proporcionar una formulación de polvo, que contiene el fármaco en el correcto tamaño de partícula para la deposición en los pulmones, intensa, eficaz, que comprende un sistema de dosificación para la administración reproducible de la cantidad de polvo requerida al paciente, un sistema de disgregación para liberar partículas de fármaco de la formulación de polvo y una boquilla. Antecedentes de la invención Inhaladores de polvo seco The field of the invention relates to dry powder inhalers for the supply of a medicament or a mixture of medicaments, to the respiratory tract. Dry powder inhalers are designed to store and provide a powder formulation, which contains the drug in the correct particle size for deposition in the lungs, intense, effective, comprising a dosing system for reproducible administration of the amount of powder required to the patient, a disintegration system to release drug particles from the powder formulation and a mouthpiece. Background of the invention Dry powder inhalers
Es una tradición histórica dividir los inhaladores de polvo seco en dispositivos de (a) una sola dosis, (b) de múltiples dosis unitarias y (c) multidosis. Para inhaladores del primer tipo, el fabricante ha pesado unidosis en pequeños envases, que son en su mayoría cápsulas de gelatina dura. Debe tomarse una cápsula de una caja o envase separado e insertarse en un área del receptáculo del inhalador. A continuación, debe abrirse o perforarse la cápsula con agujas u hojas cortantes con el fin de dejar que parte de la corriente de aire inspirada pase por la cápsula para arrastrar el polvo o descargar el polvo de la cápsula a través de estas perforaciones por medio de la fuerza centrífuga durante la inhalación. Después de la inhalación, debe retirarse de nuevo la cápsula vacía del inhalador. Normalmente, es necesario desmontar el inhalador para insertar y retirar la cápsula, que es una operación que puede resultar difícil y engorrosa para algunos pacientes. Otros inconvenientes relacionados con el uso de cápsulas de gelatina dura para polvos de inhalación son: (a) deficiente protección contra la absorción de humedad del aire ambiental, (b) problemas con la abertura o perforación después de que las cápsulas se hayan expuesto previamente a una extrema humedad relativa, que causa la fragmentación o el corte y (c) posible inhalación de fragmentos de la cápsula. Por otra parte, para una serie de inhaladores con cápsula, se ha indicado la expulsión incompleta (por ejemplo, Nielsen et al., 1.997). It is a historical tradition to divide dry powder inhalers into (a) single dose, (b) multiple unit dose and (c) multidose devices. For inhalers of the first type, the manufacturer has weighed single-dose in small containers, which are mostly hard gelatin capsules. A capsule should be taken from a separate box or container and inserted into an area of the inhaler receptacle. Next, the capsule must be opened or pierced with needles or sharp blades in order to let part of the inspired air stream pass through the capsule to drag the powder or discharge the powder from the capsule through these perforations by means of Centrifugal force during inhalation. After inhalation, the empty capsule must be removed from the inhaler again. Normally, it is necessary to disassemble the inhaler to insert and remove the capsule, which is an operation that can be difficult and cumbersome for some patients. Other drawbacks related to the use of hard gelatin capsules for inhalation powders are: (a) poor protection against moisture absorption from ambient air, (b) problems with opening or perforation after the capsules have previously been exposed to extreme relative humidity, which causes fragmentation or cutting and (c) possible inhalation of capsule fragments. On the other hand, for a series of capsule inhalers, incomplete expulsion has been indicated (for example, Nielsen et al., 1997).
Algunos inhaladores con cápsula tienen una recámara desde la que pueden transferirse cápsulas individuales a una cámara receptora, en la que tiene lugar la perforación y el vaciado, como se ha descrito en la patente internacional WO 92/03175. Otros inhaladores con cápsula presentan recámaras giratorias con cámaras de cápsulas que se pueden alinear con el conducto del aire para la descarga de la dosis (por ejemplo, la patente alemana DE 3927170. Comprenden el tipo de inhaladores de unidosis múltiples junto con inhaladores con blísteres, que tienen en un disco o en una tira un número limitado de unidosis para su suministro. Los inhaladores con blísteres proporcionan al medicamento mejor protección frente a la humedad que los inhaladores con cápsula. El acceso al polvo se obtiene perforando la cubierta así como la hoja del blíster o despegando la hoja de cubierta. Cuando se usa una tira de blísteres en lugar de un disco, puede aumentarse el número de dosis, pero el inconveniente para el paciente es sustituir la tira vacía. Por lo tanto, dichos dispositivos son con frecuencia desechables con el sistema de dosis incorporado, incluyendo la técnica usada para transportar la tira y abrir las cavidades de los blísteres. Some capsule inhalers have a chamber from which individual capsules can be transferred to a receiving chamber, in which perforation and emptying takes place, as described in WO 92/03175. Other capsule inhalers have rotating chambers with capsule chambers that can be aligned with the air duct for dose discharge (for example, German patent DE 3927170. They comprise the type of multi-dose inhalers together with blister inhalers, that have a limited number of single-dose units on a disc or a strip for supply. Blister inhalers provide the medication with better moisture protection than capsule inhalers. Access to dust is obtained by perforating the cover as well as the blade from the blister or peeling off the cover sheet.When using a blister strip instead of a disc, the number of doses can be increased, but the inconvenience for the patient is to replace the empty strip.Therefore, such devices are frequently disposable with the built-in dose system, including the technique used to transport the strip and open the blister cavities beef.
Los inhaladores multidosis no contienen cantidades dosificadas previamente de la formulación en polvo. Constan de un envase relativamente grande y un principio de medida de la dosis que puede ser accionado por el paciente. El envase contiene múltiples dosis que se aíslan individualmente de la totalidad del polvo por desplazamiento volumétrico. Existen diversos principios de medida de la dosis, incluyendo membranas rotatorias (por ejemplo, la patente europea EP0069715) o discos (por ejemplo, la patente francesa FR 2447725; la patente europea EP 0424790; la patente alemana DE 4239402 y la patente de EE.UU. 5829434), cilindros rotatorios (por ejemplo, la patente europea EP 0166294; la patente británica GB 2165159 y la patente internacional WO 92/09322) y troncos rotatorios (por ejemplo, la patente de EE.UU. 5437270), teniendo todos cavidades que tienen que llenarse con polvo del envase. Otros dispositivos multidosis presentan placas de medición (por ejemplo, la patente de EE.UU. 2587215; la patente de EE.UU. 5113855 y la patente de EE.UU. 5840279) o émbolos de medición con un hueco local o circunferencial para desplazar un cierto volumen de polvo del envase a una cámara de suministro o un conducto de aire, por ejemplo, la patente europea EP 0505321, la patente alemana DE 4027391 y la patente internacional WO 92/04928. Multi-dose inhalers do not contain previously dosed amounts of the powder formulation. They consist of a relatively large container and a dose measurement principle that can be operated by the patient. The package contains multiple doses that are individually isolated from the entire powder by volumetric displacement. There are various principles of dose measurement, including rotary membranes (for example, European patent EP0069715) or discs (for example, French patent FR 2447725; European patent EP 0424790; German patent DE 4239402 and US patent. 5829434), rotary cylinders (for example, European patent EP 0166294; British patent GB 2165159 and international patent WO 92/09322) and rotary logs (for example, US patent 5437270), all having cavities that have to be filled with powder from the container. Other multi-dose devices have measuring plates (e.g., U.S. Patent 2587215; U.S. Patent 5113855 and U.S. Patent 5840279) or measuring plungers with a local or circumferential recess to displace a certain volume of powder from the container to a supply chamber or an air duct, for example, European patent EP 0505321, German patent DE 4027391 and international patent WO 92/04928.
La medida reproducible de la dosis es una de las principales preocupaciones para los dispositivos inhaladores multidosis. La formulación en polvo tiene que presentar propiedades de flujo buenas y estables, ya que el llenado de las copas o cavidades dosificadoras está influenciado principalmente por la fuerza de la gravedad. El paciente tiene que manipular el inhalador correctamente y especialmente para mantener el dispositivo en la posición correcta mientras acciona el principio de medida de la dosis. Sólo son conocidos unos ejemplos de medios especiales para facilitar el llenado del polvo, por ejemplo, la patente europea EP 0424790 (medios vibratorios) y la patente internacional WO 92/04928 (porción de tipo collar para guiar al polvo al hueco en un émbolo). Para cargar previamente los inhaladores de una sola dosis y de unidosis múltiples, el fabricante puede garantizar la precisión y la reproducibilidad de la medida de la dosis. Por otro lado, los inhaladores multidosis, pueden contener un número de dosis mucho mayor, mientras que el número de manipulaciones para preparar una dosis es generalmente menor. Reproducible dose measurement is one of the main concerns for multi-dose inhaler devices. The powder formulation has to have good and stable flow properties, since the filling of the dosing cups or cavities is mainly influenced by the force of gravity. The patient has to handle the inhaler correctly and especially to keep the device in the correct position while operating the dose measurement principle. Only a few examples of special means for facilitating the filling of the powder are known, for example, European patent EP 0424790 (vibratory means) and the international patent WO 92/04928 (collar type portion for guiding the dust into the hole in a plunger) . To pre-charge single dose and multi-dose inhalers, the manufacturer can guarantee the accuracy and reproducibility of the dose measurement. On the other hand, multi-dose inhalers may contain a much larger number of doses, while the number of manipulations to prepare a dose is generally lower.
Debido a que la corriente de aire inspirada en los dispositivos multidosis está con frecuencia en línea recta por la cavidad de medición de la dosis y debido a que los sistemas de medida de la dosis de los inhaladores multidosis, que son macizos y rígidos, no pueden ser agitados por la corriente de aire inspirada, la masa en polvo durante la descarga es arrastrada simplemente desde la cavidad y casi no se produce desaglomeración. Por consiguiente, son necesarios medios de disgregación separados. Sin embargo, en la práctica, no forman siempre parte del diseño del inhalador. Debido al alto número de dosis en los dispositivos multidosis, deben minimizarse la adherencia del polvo a las paredes internas de los conductos de aire y los medios de desaglomeración y/o debe ser posible la limpieza regular de estas partes, sin que afecte a las dosis residuales en el dispositivo. Algunos inhaladores multidosis presentan envases para fármacos desechables que se pueden reemplazar después de que se haya tomado el número prescrito de dosis (por ejemplo, la patente de EE.UU. 5840279). Para dichos inhaladores multidosis semipermanentes con envases para el fármaco desechables, son incluso más estrictos los requisitos para evitar la acumulación del fármaco. Formulaciones en polvo Because the air flow inspired by multidose devices is often in a straight line due to the dose measurement cavity and because the dose measurement systems of multidose inhalers, which are solid and rigid, cannot being agitated by the inspired air stream, the powder mass during the discharge is simply dragged from the cavity and almost no deagglomeration occurs. Therefore, separate means of disintegration are necessary. However, in practice, they are not always part of the design of the inhaler. Due to the high number of doses in multidose devices, the adhesion of the powder to the inner walls of the air ducts and the means of deagglomeration should be minimized and / or regular cleaning of these parts should be possible, without affecting the doses residuals in the device. Some multi-dose inhalers have packaging for disposable drugs that can be replaced after the prescribed number of doses has been taken (for example, U.S. Patent 5840279). For such semi-permanent multi-dose inhalers with disposable drug containers, the requirements to prevent drug accumulation are even more stringent. Powder formulations
Se han propuesto muchos intervalos de tamaño como óptimos para fármacos para inhalación, incluyendo 1-5 µm (patente internacional WO 95/11666), 0,1-5 µm (patente internacional WO 97/03649), 0,5-7 µm (Davies et al., 1.976) y 2-7 µm (Kirk, 1.986). Las partículas mayores que 7 µm se depositan principalmente en la orofaringe por impacto inercial; la mayoría de las partículas entre 0,1 y 1 micrómetro se exhala de nuevo como consecuencia de su baja eficacia de deposición en las vías respiratorias completas (Martonen y Katz, 1.993). Están disponibles diferentes técnicas para la producción de dichas partículas pequeñas, por ejemplo, micronización de cristales mayores con un molino de chorro u otro equipo de conminución, precipitación de disolución (super)saturada, secado por pulverización o métodos de fluidos supercríticos. Los productos obtenidos con diferentes técnicas pueden diferir en sus propiedades superficiales y por lo tanto, en la cohesividad y/o adhesividad. El grado de interacción partícula a partícula tiene influencia en el proceso de desaglomeración durante la inhalación. Many size ranges have been proposed as optimal for inhalation drugs, including 1-5 µm (international patent WO 95/11666), 0.1-5 µm (international patent WO 97/03649), 0.5-7 µm ( Davies et al., 1976) and 2-7 µm (Kirk, 1986). Particles larger than 7 µm are deposited mainly in the oropharynx by inertial impact; Most particles between 0.1 and 1 micrometer are exhaled again as a result of their low deposition efficiency in the entire airways (Martonen and Katz, 1993). Different techniques are available for the production of said small particles, for example, micronization of larger crystals with a jet mill or other comminution equipment, precipitation of (super) saturated solution, spray drying or supercritical fluid methods. Products obtained with different techniques may differ in their surface properties and therefore, in cohesiveness and / or adhesiveness. The degree of particle-to-particle interaction has an influence on the process of deagglomeration during inhalation.
La naturaleza muy cohesiva de las partículas micronizadas y las bajas cantidades en que se administran los fármacos para inhalación para obtener los efectos terapéuticos deseados, en general entre 10 y 400 µg, con una excepción para fármacos profilácticos (por ejemplo, cromoglicato disódico) y antibióticos (por ejemplo, sulfato de colistina) (ambos en el intervalo de mg), hace muy difícil conseguir la reproducibilidad necesaria en la administración al paciente. Por lo tanto, es necesario elaborar el fármaco o la asociación de fármacos en una formulación en polvo adecuada. En la actualidad, se usan extensamente dos tipos diferentes de formulación en polvo para inhaladores: gránulos esféricos y mezclas adhesivas. Las mezclas adhesivas también se denominan mezclas ordenadas (Hersey, 1.975) o mezclas interactivas (Egermann, 1.983). Un tipo especial de mezclas adhesivas son los aglomerados de núcleos, también referidos como mezclas ordenadas supersaturadas (Schmidt y Benke, 1.985) o aglomerados de núcleos (patente internacional PCT/EP95/02392). The very cohesive nature of micronized particles and the low amounts in which inhalation drugs are administered to obtain the desired therapeutic effects, generally between 10 and 400 µg, with an exception for prophylactic drugs (eg, disodium cromoglycate) and antibiotics (for example, colistin sulfate) (both in the mg range), makes it very difficult to achieve the reproducibility necessary in administration to the patient. Therefore, it is necessary to make the drug or the association of drugs in a suitable powder formulation. Currently, two different types of powder formulation for inhalers are widely used: spherical granules and adhesive mixtures. Adhesive mixtures are also referred to as ordered mixtures (Hersey, 1975) or interactive mixtures (Egermann, 1983). A special type of adhesive mixtures are core agglomerates, also referred to as supersaturated ordered mixtures (Schmidt and Benke, 1985) or core agglomerates (international patent PCT / EP95 / 02392).
En los gránulos esféricos, las partículas de fármaco micronizadas, con o sin excipiente (lactosa) micronizado, se han aglomerado y esferonizado con posterioridad para formar gránulos más grandes, esféricos y así, sueltos. El intervalo de tamaño de dichos gránulos está aproximadamente entre 100 y 2.000 µm. No se han usado aglutinantes, pero se puede haber controlado la cantidad de agua de absorción para aumentar la cohesividad. En general, los gránulos para inhalación son muy débiles y presentan densidades muy bajas entre 0,28 y 0,38 g/cm3 (NL C1008019, 1.999). In spherical granules, micronized drug particles, with or without micronized excipient (lactose), have subsequently agglomerated and spheronized to form larger, spherical and thus loose granules. The size range of said granules is approximately 100 to 2,000 µm. No binders have been used, but the amount of absorption water may have been controlled to increase cohesiveness. In general, the granules for inhalation are very weak and have very low densities between 0.28 and 0.38 g / cm3 (NL C1008019, 1999).
Las mezclas adhesivas consisten en cristales relativamente grandes, en general alfa-lactosa monohidratada, que llevan las partículas de fármaco micronizadas en su superficie. Se pueden usar técnicas clásicas de mezclamiento para obtener el grado deseado de homogeneidad. Una buena homogeneidad y propiedades de flujo adecuadas no son los únicos requisitos previos para una buena reproducibilidad de la dosis. Sin embargo, durante la inhalación, las partículas de fármaco se tienen que separar de los cristales de portador antes de que puedan entrar en las vías respiratorias inferiores. Se ha reconocido que las propiedades superficiales del portador desempeñan un papel importante en la interacción fármaco a portador y así, en la extensión de la separación durante la inhalación. Adhesive mixtures consist of relatively large crystals, generally alpha-lactose monohydrate, that carry micronized drug particles on their surface. Classic mixing techniques can be used to obtain the desired degree of homogeneity. Good homogeneity and adequate flow properties are not the only prerequisites for good dose reproducibility. However, during inhalation, the drug particles have to be separated from the carrier crystals before they can enter the lower respiratory tract. It has been recognized that the surface properties of the carrier play an important role in the drug-to-carrier interaction and thus, in the extent of separation during inhalation.
Hay diversas razones por las que cualquiera de los dos tipos de formulaciones en polvo puede ser incompatible con un cierto diseño del inhalador. Debido a su alta sensibilidad a las fuerzas de impacto, no se deberían usar preferiblemente gránulos esféricos en inhaladores con un envase volumétrico para el polvo junto con un principio de medida que tenga que accionar el paciente para el aislamiento de una sola dosis. Si se le cae el inhalador al paciente, los gránulos sueltos se pueden deformar en una masa de polvo sin forma que no se puede cargar en las cavidades de medición de la dosis volumétrica de una manera reproducible. Las mezclas adhesivas con bajas concentraciones de fármaco por otra parte, no se deberían usar preferiblemente junto con compartimentos de dosis cargados previamente con un volumen mucho mayor que el polvo. Se pueden transferir partículas de fármaco de los cristales de portador a las paredes internas del compartimento en una extensión de más del 30% de la dosis de fármaco. Esto puede dar como resultado altas pérdidas de la dosis de partículas finas emitidas, debido a que las partículas que se pueden transferir fácilmente de las partículas de portador a las paredes del compartimento también son las partículas de las que se pueden conseguir mejor fuerzas de eliminación durante la inhalación. Materiales portadores en mezclas adhesivas There are several reasons why either of the two types of powder formulations may be incompatible with a certain inhaler design. Due to their high sensitivity to impact forces, spherical granules should not be used preferably in inhalers with a volumetric powder container together with a measuring principle that the patient has to operate for the isolation of a single dose. If the patient drops the inhaler, the loose granules can be deformed into a mass of dust without form that cannot be loaded into the volumetric dose measuring cavities in a reproducible manner. Adhesive mixtures with low drug concentrations on the other hand, should preferably not be used in conjunction with previously loaded dose compartments with a volume much larger than the powder. Drug particles can be transferred from the carrier crystals to the inner walls of the compartment in an extension of more than 30% of the drug dose. This can result in high losses of the dose of fine particles emitted, because the particles that can be easily transferred from the carrier particles to the compartment walls are also the particles from which better removal forces can be achieved during inhalation Carrier materials in adhesive mixtures
En mezclas adhesivas para inhalación, lo más extensamente usado como excipiente portador es alfa-lactosa monohidratada cristalina. La distribución de tamaños de la fracción de portador puede variar con las demandas específicas respecto al flujo de polvo, carga de fármaco, vaciado del compartimento de la dosis, desprendimiento de partículas finas durante la inhalación y efectos fisiológicos a partir de la deposición de portador en las vías respiratorias, etc. Bell et al. (1.971) encontraron mejor descarga a partir de cápsulas de gelatina dura perforadas en el Spinhaler de Fisons para una fracción de 70-100 µm de BP-lactosa. Silvasti et al. In adhesive mixtures for inhalation, the most widely used as a carrier excipient is crystalline alpha-lactose monohydrate. The size distribution of the carrier fraction may vary with the specific demands regarding dust flow, drug loading, emptying of the dose compartment, fine particle detachment during inhalation and physiological effects from carrier deposition in the airways, etc. Bell et al. (1971) found a better discharge from perforated hard gelatin capsules in the Fisons Spinhaler for a fraction of 70-100 µm BP-lactose. Silvasti et al.
(1.996) describieron que la fracción de tamaño de la lactosa usada para el Easyhaler de Orion es suficientemente grande para evitar la deposición del material en las partes inferiores de las vías respiratorias, sin especificar el intervalo exacto de tamaños. Podczeck (1.998) se refirió más específicamente a partículas gruesas de portador en el intervalo de tamaños entre 50 y 200 µm, que son fisiológicamente inertes. Se mencionan casi las mismas fracciones de 30 a 80 µm, respectivamente 30 a 90 µm, en la patente de EE.UU. 5478578 y por Timsina et al. (1.994). En la patente internacional WO 95/11666 se reivindica que las partículas portadoras están ventajosamente entre 50 y 1.000 µm, preferiblemente menores que 355 µm (26 a 250 µm) e incluso más preferiblemente entre 90 y 250 µm para tener mejores propiedades de flujo. (1996) described that the lactose size fraction used for the Orion Easyhaler is large enough to avoid deposition of the material in the lower parts of the airways, without specifying the exact range of sizes. Podczeck (1998) referred more specifically to thick carrier particles in the size range between 50 and 200 µm, which are physiologically inert. Almost the same fractions of 30 to 80 µm, respectively 30 to 90 µm, are mentioned in US Pat. 5478578 and by Timsina et al. (1,994). In international patent WO 95/11666 it is claimed that the carrier particles are advantageously between 50 and 1,000 µm, preferably less than 355 µm (26 to 250 µm) and even more preferably between 90 and 250 µm to have better flow properties.
También se ha descrito el uso de materiales portadores granulares. La solicitud de patente internacional WO 87/05213 describe un 'conglomerado', que consiste en un vehículo soluble en agua (por ejemplo, lactosa) o una mezcla de tales vehículos y un lubricante adecuado (por ejemplo, estearato de magnesio) en un intervalo de tamaños entre 30 y 150 µm como nuevos excipientes portadores para polvos de inhalación. La patente europea EP 0876814 A1 describe beta-lactosa secada por rodillos en una fracción de tamaños de 50 a 250 µm (preferiblemente 100-160 µm) como un excipiente adecuado para inhalación de polvo seco. Este tipo de lactosa presenta un aspecto granular y se recomienda en particular una rugosidad entre 1,9 y 2,4. En la misma patente, se rechaza la �-lactosa monohidratada cristalina (con una rugosidad de 1,75) y lactosa secada por pulverización (con una rugosidad entre 2,4 y 2,8) como portadores inferiores para fármacos de inhalación. The use of granular carrier materials has also been described. International patent application WO 87/05213 describes a 'conglomerate', which consists of a water soluble vehicle (for example, lactose) or a mixture of such vehicles and a suitable lubricant (for example, magnesium stearate) in a range sizes between 30 and 150 µm as new carrier excipients for inhalation powders. European patent EP 0876814 A1 describes roller-dried beta-lactose in a size fraction of 50 to 250 µm (preferably 100-160 µm) as an excipient suitable for inhalation of dry powder. This type of lactose has a granular appearance and a roughness between 1.9 and 2.4 is particularly recommended. In the same patent, crystalline �-lactose monohydrate (with a roughness of 1.75) and spray-dried lactose (with a roughness between 2.4 and 2.8) are rejected as lower carriers for inhalation drugs.
El efecto de propiedades de superficie del portador ha sido estudiado con más detalle por Podczeck (1.996) y Kawashima et al. (1.998). Podczeck usó diez productos comercializados diferentes de alfa-lactosa monohidratada para preparar mezclas adhesivas con xinafoato de salmeterol. Los resultados del estudio muestran que la relación entre las propiedades físicas de las partículas portadoras de lactosa y los datos de deposición del impactor son complejos y que es imposible un intercambio simple de material portador por otra marca o grado. Se concluyó que los productos de alfa-lactosa cristalina suministrados por DMV International y Borculo Whey Products (ambas de Países Bajos) presentan una rugosidad superficial que disminuye cuando disminuye el tamaño de partícula, mientras que los productos de Meggle (Alemania) muestran una correlación opuesta. Kawashima et al. prepararon mezclas de pranlukast hidratado con similares fracciones de tamaño de tipos y modificaciones completamente diferentes de lactosa y encontraron que la dosis suministrada a partir del Spinhaler (a 60 I/min) aumenta al aumentar la superficie específica de la fracción de portador, mientras disminuye la dosis de partículas finas. Concluyeron que no parece que sea importante la rugosidad superficial absoluta de los cristales de portador, sino más bien la escala de la rugosidad (microscópico frente a macroscópico). Para los gránulos con la denominada rugosidad de 'superpartícula', las uniones interparticuladas entre fármaco y portador son altas como resultado de interbloqueo. La patente internacional WO 95/11666 describe que con frecuencia se encuentra que las asperezas y las grietas en la superficie de una partícula de portador son un área de alta energía superficial por la que las partículas activas tienen preferencia para depositarse y se adhieren lo más fuertemente. Buckton (1.997) The effect of carrier surface properties has been studied in more detail by Podczeck (1996) and Kawashima et al. (1,998). Podczeck used ten different marketed products of alpha-lactose monohydrate to prepare adhesive mixtures with salmeterol xinafoate. The results of the study show that the relationship between the physical properties of the lactose-bearing particles and the depositor data of the impactor is complex and that a simple exchange of carrier material for another brand or grade is impossible. It was concluded that the crystalline alpha-lactose products supplied by DMV International and Borculo Whey Products (both from the Netherlands) show a surface roughness that decreases when the particle size decreases, while the Meggle products (Germany) show an opposite correlation . Kawashima et al. they prepared mixtures of hydrated pranlukast with similar fractions of size of types and completely different modifications of lactose and found that the dose supplied from the Spinhaler (at 60 I / min) increases with increasing the specific surface area of the carrier fraction, while decreasing the fine particle dose. They concluded that the absolute surface roughness of the carrier crystals does not seem to be important, but rather the roughness scale (microscopic versus macroscopic). For granules with the so-called 'superparticle' roughness, the interparticulate junctions between drug and carrier are high as a result of interlocking. International patent WO 95/11666 describes that it is often found that the roughness and cracks in the surface of a carrier particle are an area of high surface energy whereby the active particles have a preference to deposit and adhere as strongly as possible. . Buckton (1,997)
explica diferencias significativas en las propiedades superficiales de portador físicas por diferencias tanto en energías de superficie como en propiedades de estado sólido, tales como la presencia de material amorfo en los cristales de portador. explains significant differences in the physical carrier surface properties by differences in both surface energies and solid state properties, such as the presence of amorphous material in the carrier crystals.
El tratamiento de los cristales de portador previo al mezclamiento con el fármaco para la mejora de sus propiedades como material portador se ha descrito en la patente internacional WO 95/11666, la patente internacional WO 96/23485 y la patente internacional WO 97/03649. El tratamiento en la patente internacional WO 95/11666 consiste en la molienda cuidadosa de las partículas de portador, preferiblemente en un molino de bolas durante varias horas a una velocidad rotacional baja. Durante el tratamiento, las asperezas tales como granos pequeños se desprenden de la superficie del portador y se unen a los sitios de alta energía en grietas, mientras que el tamaño de las partículas de portador permanece sustancialmente inalterado. La patente internacional WO 96/23485 describe la adición de pequeñas cantidades de material anti-adherente o anti-fricción, tal como estearato de magnesio, leucina o dióxido de silicio, como partículas finas a los cristales de portador para la ocupación de los sitios activos. The treatment of the carrier crystals prior to mixing with the drug for the improvement of its properties as a carrier material has been described in the international patent WO 95/11666, the international patent WO 96/23485 and the international patent WO 97/03649. The treatment in the international patent WO 95/11666 consists in the careful grinding of the carrier particles, preferably in a ball mill for several hours at a low rotational speed. During treatment, the roughnesses such as small grains detach from the surface of the carrier and bind to high-energy sites in cracks, while the size of the carrier particles remains substantially unchanged. International patent WO 96/23485 describes the addition of small amounts of anti-stick or anti-friction material, such as magnesium stearate, leucine or silicon dioxide, as fine particles to the carrier crystals for the occupation of active sites. .
También se ha conseguido un incremento de la fracción de partículas finas liberadas de mezclas adhesivas durante la inhalación por adición de partículas de excipiente (lactosa) finas a estas mezclas. Zeng et al. (1.998) encontraron que la adición de 1,5% de lactosa de tamaño intermedio (DMM = 15,9 µm) a una mezcla adhesiva con sulfato de salbutamol y fracción de portador de 63-90 µm aumenta la fracción de partículas de fármaco finas del Rotahaler en el doble colisionador (60 l/min) con más del 60%, comparado con la mezcla sin la fracción de lactosa fina. Un incremento adicional al 9% (p/p) de la lactosa más fina en las mezclas aumentó la fracción de partículas de fármaco finas con otro 50%. La patente de EE.UU. 5478578 reivindica que la porción inhalable de la sustancia activa en polvos de inhalación se puede controlar dentro de límites amplios, mientras se mantiene una buena precisión de la medición, por la combinación de la sustancia activa micronizada con cantidades adecuadas de una mezcla de excipientes aceptables. Un componente de las mezclas de excipientes tiene que tener un tamaño medio de partícula menor que 10 µm, mientras que el otro componente tiene que tener un diámetro medio mayor que 20 µm (en general por debajo de 150 µm y preferiblemente por debajo de 80 µm). An increase in the fraction of fine particles released from adhesive mixtures during inhalation has also been achieved by adding fine excipient particles (lactose) to these mixtures. Zeng et al. (1998) found that the addition of 1.5% intermediate lactose (DMM = 15.9 µm) to an adhesive mixture with salbutamol sulfate and carrier fraction of 63-90 µm increases the fraction of fine drug particles of the Rotahaler in the double collider (60 l / min) with more than 60%, compared to the mixture without the fine lactose fraction. An additional 9% (w / w) increase in the finest lactose in the mixtures increased the fraction of fine drug particles with another 50%. U.S. Pat. 5478578 claims that the inhalable portion of the active substance in inhalation powders can be controlled within wide limits, while maintaining good measurement accuracy, by combining the micronized active substance with adequate amounts of a mixture of acceptable excipients. One component of the excipient mixtures has to have an average particle size of less than 10 µm, while the other component has to have an average diameter greater than 20 µm (generally below 150 µm and preferably below 80 µm ).
Fuerzas de interacción partícula a partícula y fuerzas de ruptura Forces of particle-to-particle interaction and breaking forces
La adecuada desagregación del polvo durante la inhalación tiene lugar cuando las fuerzas de separación exceden de las fuerzas de interacción entre las partículas. Se pueden generar fuerzas de separación de diferentes maneras e incluyen en dispositivos comercializados en la actualidad por ejemplo: (a) fuerzas inerciales en el impacto de partículas entre sí o contra las paredes del inhalador, (b) fuerzas de fricción Proper disaggregation of dust during inhalation occurs when the separation forces exceed the interaction forces between the particles. Separation forces can be generated in different ways and include in devices currently marketed for example: (a) inertial forces in the impact of particles with each other or against the walls of the inhaler, (b) frictional forces
o de cizallamiento que actúan en aglomerados que se desprenden por una pared del inhalador y (c) fuerzas de dispersión en corrientes de aire turbulentas, como las fuerzas de arrastre y elevación. En inhaladores de polvo seco accionados en la respiración, las fuerzas de separación en general llegan a ser mayores al aumentar el esfuerzo inspiratorio como resultado del aumento de la velocidad del aire. La eficacia por la que la energía disponible se puede disipar en ruptura o desprendimiento depende de otros muchos factores también, tales como el tipo de formulación (gránulos o mezcla adhesiva) que está sometida a estas fuerzas, el orden de magnitud para las fuerzas de interparticulados en la formulación y la dirección en que las fuerzas de eliminación actúan sobre los aglomerados de polvo, más en particular sobre partículas de fármaco unidas a las superficies de portador. Debido a que no se puede controlar la orientación de las partículas en el impacto, puede ser necesaria la colisión repetida para obtener la dirección correcta para el desprendimiento de dichas partículas. or shear that act in agglomerates that are detached by a wall of the inhaler and (c) dispersion forces in turbulent air currents, such as dragging and lifting forces. In dry powder inhalers powered by breathing, the separation forces generally become greater as the inspiratory effort increases as a result of the increased air velocity. The effectiveness by which available energy can be dissipated in rupture or detachment depends on many other factors as well, such as the type of formulation (granules or adhesive mixture) that is subjected to these forces, the order of magnitude for interparticulate forces in the formulation and the direction in which the removal forces act on the dust agglomerates, more particularly on drug particles bonded to the carrier surfaces. Because the orientation of the particles on impact cannot be controlled, repeated collision may be necessary to obtain the correct direction for the detachment of said particles.
Previamente, se ha descrito que las propiedades de superficie de los cristales de portador de lactosa pueden tener un efecto espectacular en la interacción entre las partículas de fármaco y de portador en mezclas adhesivas. También pueden tener efecto en las fuerzas de remoción. Las fuerzas de arrastre y elevación son más bien ineficaces para el desprendimiento de partículas de fármaco pequeñas de cristales de portador mayores. Este es el caso en especial, cuando la superficie de los cristales de portador no es lisa (como para granulados) y se pueden almacenar partículas finas lejos en discontinuidades de superficie. Para partículas de portador con mayores rugosidades de superficie, tampoco las fuerzas de fricción pueden romper partículas de fármaco adheridas, simplemente debido a que estas partículas finas no hacen contacto con las paredes del inhalador a lo largo de las cuales las partículas de portador vibran, ruedan o se deslizan. Las fuerzas inerciales por otra parte, tales como las fuerzas de deceleración en el impacto, pueden ser altamente eficaces en la dirección del movimiento original de las partículas antes de la colisión. El momento de las partículas finas y así la eficacia de la remoción en esta dirección, aumenta no sólo con el aumento de la velocidad del aire sino también con mayor masa para la partícula que se adhiere, que también puede ser un pequeño aglomerado de partículas finas. Por lo tanto, la ruptura incompleta de partículas finas de fármaco durante el mezclamiento parece ser una ventaja para este tipo de fuerza de remoción. Previously, it has been described that the surface properties of lactose carrier crystals can have a spectacular effect on the interaction between drug and carrier particles in adhesive mixtures. They can also have an effect on removal forces. The drag and lift forces are rather ineffective for the release of small drug particles from larger carrier crystals. This is especially the case, when the surface of the carrier crystals is not smooth (as for granules) and fine particles can be stored away in surface discontinuities. For carrier particles with greater surface roughnesses, friction forces cannot break adhered drug particles, simply because these fine particles do not make contact with the walls of the inhaler along which the carrier particles vibrate, roll or they slide. Inertial forces on the other hand, such as impact deceleration forces, can be highly effective in the direction of the original movement of the particles before the collision. The timing of fine particles and thus the efficiency of removal in this direction increases not only with the increase in air velocity but also with greater mass for the adhering particle, which can also be a small agglomerate of fine particles . Therefore, incomplete rupture of fine drug particles during mixing seems to be an advantage for this type of removal force.
Las fuerzas de deceleración sólo pueden ser eficaces en el desprendimiento de las partículas de fármaco, cuando hay una trayectoria libre para que estas partículas se muevan lejos del cristal de portador. Cuando la pared del inhalador con la que colisiona la partícula de portador está obstruida, las partículas de fármaco en medio del portador y esta pared del inhalador pueden llegar a unirse incluso más fuerte a la superficie del portador como antes de la colisión. Lo mismo es cierto para partículas unidas a la superficie opuesta del portador o partículas obstruidas por proyecciones sobre las superficies de portador perpendiculares a la pared del inhalador golpeada, aunque en menor medida, debido a que el aumento en la fuerza de ligadura a estas superficies de portador depende del momento de las partículas finas y no del momento mucho mayor de portador. Se debe esperar un aumento en la fuerza de ligadura cuando el área de contacto entre una partícula de fármaco y el cristal de portador se puede aumentar bajo carga. Esto puede ser, por ejemplo, el resultado de la existencia de capas superficiales dúctiles de impurezas de lactosa. Para los principios de desaglomeración que cuentan con fuerzas inerciales, las discontinuidades superficiales del portador pueden ser una ventaja, ya que (a) pueden proporcionar una trayectoria libre para partículas finas separadas y (b) pueden almacenar aglomerados de partículas finas mayores que permanecen intactas durante el proceso de mezclamiento y tienen un momento mucho mayor, que se transfiere a una fuerza de remoción en el impacto, que las entidades de fármaco primarias. Debido a que el desprendimiento de partículas de fármaco de cristales de portador tiene lugar sólo en una dirección y parte de las partículas de fármaco adheridas pueden llegar a unirse incluso más fuerte en el impacto, es necesaria la colisión repetida a velocidad relativamente alta para obtener una fracción de partículas finas aceptables de mezclas adhesivas durante la inhalación. Deceleration forces can only be effective in the release of drug particles, when there is a free path for these particles to move away from the carrier crystal. When the wall of the inhaler with which the carrier particle collides is clogged, the drug particles in the middle of the carrier and this wall of the inhaler can become even stronger bound to the surface of the carrier as before the collision. The same is true for particles attached to the opposite surface of the carrier or particles obstructed by projections on the carrier surfaces perpendicular to the wall of the inhaler struck, although to a lesser extent, due to the increase in the binding force to these surfaces of Carrier depends on the moment of fine particles and not on the much larger carrier moment. An increase in ligation strength should be expected when the contact area between a drug particle and the carrier crystal can be increased under load. This may be, for example, the result of the existence of ductile surface layers of lactose impurities. For the principles of disaggregation that have inertial forces, the surface discontinuities of the carrier can be an advantage, since (a) they can provide a free path for separate fine particles and (b) they can store agglomerates of larger fine particles that remain intact for the mixing process and have a much greater momentum, which is transferred to a force of removal on impact, than the primary drug entities. Because the detachment of drug particles from carrier crystals takes place only in one direction and part of the adhered drug particles can become even stronger in impact, repeated collision at relatively high speed is necessary to obtain a Acceptable fine particle fraction of adhesive mixtures during inhalation.
La energía necesaria para la ruptura de gránulos esféricos blandos en el impacto depende enormemente de la estructura de estos gránulos (Coury y Aguiar, The energy required for the rupture of soft spherical granules on impact depends greatly on the structure of these granules (Coury and Aguiar,
1.995 y Boerefijn et al. 1.998). Se han presentado muchas propuestas teóricas diferentes para predecir la resistencia de los gránulos y compactos, empezando con Rumpf (1.962) y Cheng (1.968). En la mayoría de estas propuestas, la resistencia a la tracción de los gránulos se expresa como una función de la fuerza de interacción media por punto de contacto, el tamaño de las partículas primarias en el gránulo y el número de coordinación medio. El supuesto hecho para estas propuestas teóricas se aplica bastante bien para fármacos de inhalación micronizados, que consisten en general en partículas más o menos esféricas que no varían extremadamente de tamaño. Por otra parte, las fuerzas de interacción entre las partículas son todas del mismo orden de magnitud y la ruptura de los gránulos es a través de los sitios de unión entre las partículas. 1995 and Boerefijn et al. 1,998). Many different theoretical proposals have been presented to predict the resistance of the granules and compacts, starting with Rumpf (1,962) and Cheng (1,968). In most of these proposals, the tensile strength of the granules is expressed as a function of the average interaction force per contact point, the size of the primary particles in the granule and the average coordination number. The assumption made for these theoretical proposals applies quite well for micronized inhalation drugs, which generally consist of more or less spherical particles that do not vary extremely in size. On the other hand, the interaction forces between the particles are all of the same order of magnitude and the rupture of the granules is through the binding sites between the particles.
Se pueden hacer mejoras adicionales a las propuestas teóricas en términos de fuerza de interacción por unidad de área de contacto y área de contacto total entre dos partículas. El número de coordinación se puede expresar en la porosidad del polvo, que es extremadamente alta para gránulos de inhalación esféricos blandos. Correspondiendo a una densidad indicada (�P) de aprox. 0,30 a 0,40 g/cm3 (NL C1008019, 1.999), los valores de porosidad (� =1-�S/�0) pueden estar entre 0,69 y 0,77 (para una verdadera densidad de partículas, �0, de 1,3 g/cm3). Las fuerzas de interacción entre partículas en gránulos de inhalación son en general del tipo de van der Waals. Additional improvements can be made to the theoretical proposals in terms of interaction force per unit of contact area and total contact area between two particles. The coordination number can be expressed in the porosity of the powder, which is extremely high for soft spherical inhalation granules. Corresponding to an indicated density (�P) of approx. 0.30 to 0.40 g / cm3 (NL C1008019, 1999), the porosity values (� = 1-�S / �0) can be between 0.69 and 0.77 (for a true particle density, �0, 1.3 g / cm3). The interaction forces between particles in inhalation granules are generally of the van der Waals type.
Trabajo reciente ha demostrado que los defectos en los gránulos pueden causar la nucleación de grietas por las que tiene lugar la ruptura (Coury y Aguiar, 1.995). Tales defectos reducen la energía necesaria para ruptura considerablemente. Los gránulos esféricos blandos, extremadamente porosos, para inhalación presentan un alto grado de discontinuidad, representando muchos defectos a partir de los que puede empezar la disgregación. Boerefijn et al. (1.998) demostraron que la disgregación de los gránulos de lactosa esféricos blandos para inhalación se mide con el cuadrado de la velocidad de impacto. También investigaron el efecto de las condiciones de almacenamiento y el tamaño del gránulo en el tipo y extensión de la fractura. Por contraste con los materiales sólidos, encontraron que los gránulos más pequeños presentan una extensión mucho mayor de ruptura que los aglomerados más grandes (para gránulos almacenados en un desecador a una humedad relativa del 5%). También observaron que los gránulos expuestos a una humedad relativa del 87% son mucho más resistentes a la ruptura que los gránulos secos, debido a un cambio en las fuerzas de interparticulados. Las pérdidas fraccionales de gránulos impactados secos (entre 5 y 30 por ciento en masa) consisten principalmente en partículas solas y sólo unos grupos más pequeños de partículas primarias. Las muestras expuestas a HR del 87% tienen pérdidas fraccionarias mucho menores en el impacto (porcentaje en masa entre cero y doce), que consisten en escamas pequeñas muy por debajo del tamaño del gránulo original. Se encontró que los núcleos de los gránulos secos se deformaban mucho más como resultado del cizallamiento interno que los aglomerados húmedos, presentando más bien un modo de ruptura semifrágil. Recent work has shown that defects in the granules can cause the nucleation of cracks through which the rupture takes place (Coury and Aguiar, 1995). Such defects reduce the energy required for breakage considerably. Extremely porous soft spherical granules for inhalation have a high degree of discontinuity, representing many defects from which disintegration can begin. Boerefijn et al. (1998) demonstrated that the disintegration of soft spherical lactose granules for inhalation is measured with the square of the impact velocity. They also investigated the effect of storage conditions and granule size on the type and extent of the fracture. In contrast to solid materials, they found that smaller granules have a much greater extent of rupture than larger agglomerates (for granules stored in a desiccator at a relative humidity of 5%). They also observed that granules exposed to a relative humidity of 87% are much more resistant to breakage than dry granules, due to a change in interparticle forces. Fractional losses of dry impacted granules (between 5 and 30 percent by mass) consist mainly of single particles and only smaller groups of primary particles. Samples exposed to 87% RH have much smaller fractional losses on impact (mass percentage between zero and twelve), which consist of small scales well below the size of the original granule. It was found that the nuclei of the dried granules deformed much more as a result of the internal shear than the wet agglomerates, presenting rather a semi-fragile mode of rupture.
Análogamente a las mezclas adhesivas, los diferentes tipos de fuerzas de separación son bastante diferentes en su eficacias para romper gránulos esféricos blandos. Las fuerzas de arrastre (por ejemplo, en regiones de flujo turbulento) no son tan eficaces cuando los gránulos ya están en suspensión en el aire. Pero cuando los gránulos se fuerzan a un compartimento de dosis y se conduce de repente un flujo de aire por este compartimento a alta velocidad, el polvo se puede romper en gran medida y elevarse desde el compartimento más bien como fragmentos más pequeños que en el volumen. Las fuerzas de arrastre son eficaces en particular en la ruptura de dicho polvo cuando el flujo de aire puede pasar por la propia masa de polvo altamente porosa en vez de por poros interparticulares grandes; es decir, cuando se han unido los gránulos en un grumo de polvo. Para este principio, es necesaria una velocidad de aumento del flujo muy alta hacia el caudal máximo. Pero también se puede conseguir por la expansión repentina del aire en el interior de una masa de polvo, por ejemplo, por creación de una sub-o sobrepresión en el volumen del poro del polvo en un compartimento de dosis cerrado en relación con la presión en un espaciador adyacente primero y conectando el compartimento de dosis bastante repentinamente con el volumen del espaciador muy grande a continuación. Similarly to adhesive mixtures, the different types of separation forces are quite different in their efficiencies for breaking soft spherical granules. Drag forces (for example, in turbulent flow regions) are not as effective when the granules are already suspended in the air. But when the granules are forced into a dose compartment and air flow is suddenly conducted through this compartment at high speed, the dust can be broken to a large extent and rise from the compartment rather as smaller fragments than in volume . The drag forces are effective in particular in breaking said dust when the air flow can pass through the highly porous dust mass itself rather than through large interparticular pores; that is, when the granules have been joined in a lump of dust. For this principle, a very high rate of increase of the flow towards the maximum flow is necessary. But it can also be achieved by the sudden expansion of air inside a mass of dust, for example, by creating a sub-or overpressure in the pore volume of the powder in a closed dose compartment in relation to the pressure in an adjacent spacer first and connecting the dose compartment quite suddenly with the very large spacer volume next.
Las fuerzas de fricción son muy eficaces para la desaglomeración de gránulos esféricos blandos, como se ha demostrado para el Turbuhaler de Astra (por ejemplo, Steckel y Müller, 1.997; de Boer et al., 1.997 y de Koning, 2.001). La mayoría de la dosis en gránulos se puede romper en entidades mucho más pequeñas durante un paso relativamente pequeño por un conducto de aire con un inserto helicoidal, proporcionando fracciones de partículas finas in vitro entre 40 y 60% de la reivindicación marcada. Durante el contacto entre el gránulo y las paredes del inhalador, las fuerzas de fricción y también las fuerzas de atracción de van der Waals se imponen directa y exclusivamente en las partículas primarias a lo largo de la periferia del gránulo que las separa del gránulo madre como entidades primarias o como grupos pequeños. Una desventaja de este principio es que las fuerzas de van der Waals y posiblemente también las fuerzas culómbicas, hacen que estas entidades más pequeñas se adhieran a la pared del inhalador en bastante extensión. Las acumulaciones del inhalador de 15 a 25% de la dosis son bastante normales. The frictional forces are very effective for the deagglomeration of soft spherical granules, as has been shown for the Astra Turbuhaler (for example, Steckel and Müller, 1997; de Boer et al., 1997 and Koning, 2001). The majority of the granule dose can be broken into much smaller entities during a relatively small passage through an air duct with a helical insert, providing fine particle fractions in vitro between 40 and 60% of the labeled claim. During contact between the granule and the walls of the inhaler, the frictional forces and also the attractive forces of van der Waals are imposed directly and exclusively on the primary particles along the periphery of the granule that separates them from the mother granule as primary entities or as small groups. A disadvantage of this principle is that van der Waals forces and possibly also the chiropractic forces make these smaller entities adhere to the wall of the inhaler to a considerable extent. The accumulations of the inhaler from 15 to 25% of the dose are quite normal.
Las fuerzas inerciales son también sin embargo las más eficaces para gránulos esféricos. Debido a su estructura altamente porosa y más bien anisotrópica, se pueden deformar los gránulos bastante fácilmente en el impacto. Esta deformación causa el cizallamiento interno y la ruptura, dando como resultado la separación de los fragmentos, como se observa por Boerefijn et al. (1.998). Cuando los gránulos están circulando con alta velocidad en una cámara de aerosilización durante una cierta duración de tiempo, se puede realizar la colisión repetida entre partículas y la pared de la cámara o colisión de partículas entre sí, de manera que se complete la disgregación de fragmentos separados más grandes. Inertial forces are also, however, the most effective for spherical granules. Due to their highly porous and rather anisotropic structure, the granules can be deformed quite easily on impact. This deformation causes internal shear and rupture, resulting in the separation of the fragments, as observed by Boerefijn et al. (1,998). When the granules are circulating with high speed in an aerosilization chamber for a certain duration of time, repeated collision between particles and the chamber wall or particle collision with each other can be performed, so that fragment disintegration is completed Separated bigger.
Debido a que los diferentes tipos de fuerzas de separación pueden tener diferentes eficacias para el mismo tipo de formulación, existen combinaciones desfavorables para la formulación en polvo y el principio de desaglomeración. Como se discutió previamente, las fuerzas de arrastre y cizallamiento en corrientes de aire turbulentas son muy ineficaces con respecto al desprendimiento de partículas de fármaco finas de cristales de portador en mezclas adhesivas. La disgregación incompleta para este tipo de formulación también se puede conseguir en conductos de aire con insertos helicoidales. Para gránulos esféricos por otra parte, se puede obtener una buena desaglomeración en dichos canales de aire, así como en cámaras de circulación en que tiene lugar la colisión repetida entre partículas o partículas y la pared del inhalador. Pero el contacto intensivo partícula a pared no debe dar como resultado pérdidas sustanciales de la dosis por adhesión de las partículas sobre esta pared. La optimización con respecto al (a) grado de fractura del gránulo y (b) la acumulación de partículas finas es necesaria. Because different types of separation forces may have different efficiencies for the same type of formulation, there are unfavorable combinations for the powder formulation and the principle of disaggregation. As previously discussed, the drag and shear forces in turbulent air currents are very ineffective with respect to the release of fine drug particles from carrier crystals in adhesive mixtures. Incomplete disintegration for this type of formulation can also be achieved in air ducts with helical inserts. For spherical granules on the other hand, a good deagglomeration can be obtained in said air channels, as well as in circulation chambers in which repeated collision between particles or particles and the inhaler wall takes place. But intensive particle-to-wall contact should not result in substantial dose losses by adhesion of the particles on this wall. Optimization with respect to (a) degree of granule fracture and (b) accumulation of fine particles is necessary.
Las incompatibilidades tienen la implicación de que las formulaciones en polvo no se pueden intercambiar a voluntad para un tipo dado de principio de desaglomeración, puesto que puede ser el resultado una disgregación inadecuada o pérdidas importantes de partículas de fármaco de la adhesión. Esto reduce la versatilidad de un concepto de inhalador considerablemente. Desaglomeración de polvo en inhaladores de polvo seco Incompatibilities have the implication that powdered formulations cannot be exchanged at will for a given type of disaggregation principle, since inappropriate disintegration or significant loss of adhesion drug particles may result. This reduces the versatility of an inhaler concept considerably. Dust deagglomeration in dry powder inhalers
En muchos inhaladores de polvo seco controlados por la respiración, la desaglomeración del polvo está unida al vaciado del sistema de dosificación. La totalidad o parte del flujo de aire de la inspiración, respectivamente auxiliar, se dirige a, por o pasado el compartimento de la dosis en que se ha pesado una sola dosis para vaciar el compartimento y transportar el polvo dispersado a las vías respiratorias, como se describe por ejemplo en la patente británica GB 1118341, la patente alemana DE 3016127, la patente de EE.UU. 4811731, la patente de EE.UU. 5113855, la patente de EE.UU. 5840279 y la patente internacional WO 92/09322. In many dry powder inhalers controlled by breathing, the powder deagglomeration is linked to the emptying of the dosing system. All or part of the air flow of the inspiration, respectively auxiliary, is directed to, by or past the dose compartment in which a single dose has been weighed to empty the compartment and transport the dispersed powder to the airways, such as It is described for example in British patent GB 1118341, German patent DE 3016127, US Pat. 4811731, U.S. Pat. 5113855, U.S. Pat. 5840279 and the international patent WO 92/09322.
El flujo de aire puede ser turbulento o presentar modelos de flujo especiales para dispersar el polvo por medio de fuerzas de cizallamiento y arrastre o por colisiones partícula a partícula (por ejemplo, Hovione informe de ref. DY002-rev. 4, 1.995) o el flujo de aire puede hacer que el envase de la dosis inicie un cierto movimiento (giro o vibración) por el que se estimula la descarga de la dosis y la desagregación. Estos son mecanismos usados en particular para inhaladores con cápsula, como se describe por ejemplo en la patente de EE.UU. 3507277; la patente de EE.UU. 3669113; la patente de EE.UU. 3635219; la patente de EE.UU. 3991761; la patente francesa FR 2352556; la patente de EE.UU. 4353365 y la patente de EE.UU. 4889144. Una desventaja principal de los inhaladores con cápsula es que el movimiento de giro, oscilación o vibración de las cápsulas durante la inhalación causa el contacto intensivo entre el polvo y las paredes internas de la cápsula y la fricción y el cizallamiento del polvo a lo largo de estas paredes dan como resultado con frecuencia la acumulación sustancial de fármaco. Por contraste con las cápsulas, los blíster no se pueden someter fácilmente a movimiento de vibración o giro. The air flow can be turbulent or have special flow models to disperse the dust by means of shear and drag forces or by particle-to-particle collisions (for example, Hovione report of ref. DY002-rev. 4, 1995) or the Air flow can cause the dose container to initiate a certain movement (rotation or vibration) by which dose discharge and disaggregation is stimulated. These are mechanisms used in particular for capsule inhalers, as described for example in US Pat. 3507277; U.S. Patent 3669113; U.S. Patent 3635219; U.S. Patent 3991761; French patent FR 2352556; U.S. Patent 4353365 and U.S. Pat. 4889144. A major disadvantage of capsule inhalers is that the movement of rotation, oscillation or vibration of the capsules during inhalation causes intensive contact between the powder and the inner walls of the capsule and the friction and shearing of the powder at Along these walls frequently result in substantial accumulation of drug. In contrast to the capsules, the blister packs cannot easily be subjected to vibration or rotation movement.
Se ha reconocido que conducir simplemente (parte de) la corriente de aire inspirada por o pasado el compartimento de dosis no proporciona el grado de ruptura deseado para los aglomerados de polvo. Se han propuesto diferentes disoluciones para la mejora de la dispersión del polvo, variando desde la introducción de (a) pasos estrechos de aire, tales como tubos de venturi, para aumentar las velocidades locales del aire, (b) tilbes, placas o paredes, de impacto colocadas de tal manera en la corriente de aire que impacten aglomerados inertes, grandes, contra ellas, (c) canales de aire en que el aire es forzado a tomar un camino tortuoso, por ejemplo, por medio de insertos helicoidales y (d) cámaras especiales de circulación en que circulan las partículas e impactan entre sí o contra las paredes de la cámara. It has been recognized that simply conducting (part of) the air flow inspired by or past the dose compartment does not provide the desired degree of rupture for dust agglomerates. Different solutions have been proposed for the improvement of dust dispersion, varying from the introduction of (a) narrow air passages, such as venturi tubes, to increase local air velocities, (b) tilbes, plates or walls, of impact placed in such a way in the air stream that they impact large, inert agglomerates, against them, (c) air channels in which the air is forced to take a tortuous path, for example, by means of helical inserts and (d ) special circulation chambers in which particles circulate and impact each other or against the walls of the chamber.
Se han descrito ejemplos de pasos de aire estrechos para la corriente de aire cargada de partículas en la patente de EE.UU. 2587215, la patente francesa FR 2447725, la patente alemana DE 4027391 y la patente internacional WO 93/09832. Más específicamente, se conocen canales estrechos del tipo venturi a partir de, por ejemplo, la patente de EE.UU. 4046146, la patente británica GB 2165159, la patente de EE.UU. 5161524 y la patente de EE.UU. 5437270. Los medios de desaglomeración de este tipo pueden presentar resistencias al flujo de aire bastante altas y la superficie total de las paredes del inhalador que está en contacto con las partículas micronizadas de fármaco es bastante grande, que es una desventaja desde el punto de vista de la adhesión de partículas finas en estas paredes. Por otra parte, las altas velocidades del aire, locales, en una garganta de venturi, pueden facilitar el arrastre del polvo desde la cavidad de la dosis en esta región por succión (efecto Bemouilli), pero no es probable que la alta velocidad de como resultado turbulencias extremas que faciliten la disgregación del polvo, debido a que los tubos venturi están diseñados básicamente para minimizar el flujo turbulento. Examples of narrow air passages for the stream of charged air of particles have been described in US Pat. 2587215, French patent FR 2447725, German patent DE 4027391 and international patent WO 93/09832. More specifically, narrow channels of the venturi type are known from, for example, US Pat. 4046146, British patent GB 2165159, US Pat. 5161524 and U.S. Pat. 5437270. Disagglomeration means of this type may have quite high air flow resistance and the total surface area of the inhaler walls that is in contact with the micronized drug particles is quite large, which is a disadvantage from the point of view. of adhesion of fine particles in these walls. On the other hand, high local air velocities, in a venturi throat, can facilitate the entrainment of dust from the dose cavity in this region by suction (Bemouilli effect), but it is not likely that the high velocity of Extreme turbulence results that facilitate the breakdown of dust, because the venturi tubes are basically designed to minimize turbulent flow.
Los inhaladores que utilizan paredes o tilbes de impacto también incluyen dispositivos con secciones curvadas de la boquilla. Las obstrucciones en el conducto del aire hacen que el flujo de aire cargado de partículas cambie su dirección. Las partículas mayores con inercia mucho mayor que el aire, son incapaces de seguir el tortuoso camino e impactan contra las obstrucciones, que se supone que da como resultado la ruptura de los aglomerados. El uso de tilbes en una extensión para el inhalador se describe en la patente internacional WO 92/05825, mientras que la desaglomeración por impacto de las partículas en las superficies internas de la boquilla se reivindica por ejemplo por Parry-Billings et al. (2.000) para el inhalador multidosis Clickhaler. Inhalers that use impact walls or tilbes also include devices with curved sections of the mouthpiece. The obstructions in the air duct cause the flow of air laden with particles to change their direction. The larger particles with much greater inertia than the air, are unable to follow the tortuous path and impact the obstructions, which is supposed to result in the breakdown of the agglomerates. The use of tilbes in an extension for the inhaler is described in the international patent WO 92/05825, while the impact deagglomeration of the particles on the internal surfaces of the mouthpiece is claimed for example by Parry-Billings et al. (2,000) for the Clickhaler multi-dose inhaler.
Los dispositivos inhaladores, en que tiene lugar la corriente de aire inspirada con aglomerados de partículas por canales de la boquilla con cuerpos de inserto o perfiles internos especiales, son numerosos. Con frecuencia, los cuerpos del inserto presentan una forma helicoidal, forzando a la corriente de aire a seguir un camino en espiral. Las partículas en la corriente de aire están sometidas a una fuerza centrífuga y tienden a concentrarse en el exterior del paso helicoidal. En esta región periférica externa, el tipo de gránulo más o menos esférico de aglomerados rueda por la pared cilíndrica del canal de descarga. Las fuerzas de fricción y cizallamiento implicadas, hacen que las partículas primarias o grupos pequeños se separen de la cubierta externa de los gránulos. Las partículas de portador mucho más irregulares en mezclas adhesivas vibran, más bien que ruedan, por la pared de los canales y las colisiones repetidas pueden conducir al desprendimiento de partículas de fármaco adheridas. Los ejemplos de canales de la boquilla cuerpos de insertos helicoidales se dan por ejemplo en la patente de EE.UU. 4907538, la patente europea EP 0424790 y la patente europea EP 0592601. Un inhalador con una denominada chimenea estriada, con una sección transversal hexagonal, se describe en la patente de EE.UU. 5829434. Las partículas, que entran en la chimenea en un movimiento de trayectoria en espiral colisionan repetidamente con las paredes internas de la chimenea, para transferir así su energía cinética al desprendimiento de partículas finas o ruptura de aglomerados. Inhaler devices, in which the air flow inspired by particle agglomerates through nozzle channels with insert bodies or special internal profiles takes place, are numerous. Frequently, the insert bodies have a helical shape, forcing the air stream to follow a spiral path. The particles in the air stream are subjected to a centrifugal force and tend to concentrate outside the helical passage. In this outer peripheral region, the more or less spherical type of agglomerate granule rolls along the cylindrical wall of the discharge channel. The friction and shear forces involved cause the primary particles or small groups to separate from the outer shell of the granules. The much more irregular carrier particles in adhesive mixtures vibrate, rather than roll, through the wall of the channels and repeated collisions can lead to detachment of adhered drug particles. Examples of nozzle channels helical insert bodies are given for example in US Pat. 4907538, European patent EP 0424790 and European patent EP 0592601. An inhaler with a so-called striated chimney, with a hexagonal cross-section, is described in US Pat. 5829434. The particles, which enter the chimney in a spiral path movement, collide repeatedly with the internal walls of the chimney, thus transferring their kinetic energy to the shedding of fine particles or rupturing of agglomerates.
Los principios de desaglomeración que consisten en cámaras de circulación especiales, en que las partículas circulan e impactan entre sí o contra las paredes de la cámara se describirán con más detalle a partir de ahora. The principles of deagglomeration that consist of special circulation chambers, in which the particles circulate and impact each other or against the walls of the chamber will be described in more detail from now on.
El grado de desaglomeración del polvo en inhaladores de polvo seco controlados por la respiración por todos los principios de disgregación mencionados previamente, se determina por el esfuerzo inspiratorio del paciente, es decir, la realización del inhalador depende de la maniobra de la inhalación. Si el esfuerzo no satisface los requerimientos para un diseño particular del inhalador, el arrastre y la generación de partículas finas pueden ser incompletos. Por consiguiente, la deposición del fármaco en el área objetivo puede ser insuficiente para obtener el efecto terapéutico deseado. Incluso con el esfuerzo máximo, la caída de la presión máxima por un inhalador de polvo seco está limitada a aprox. 2 a 20 kPa, mientras que el volumen total máximo que se tiene que inhalar está entre 1 y 3 litros, ambos dependiendo del cuadro clínico y la edad del paciente y más en particular la resistencia del inhalador al flujo de aire. The degree of powder deagglomeration in dry powder inhalers controlled by respiration by all the above-mentioned principles of disintegration is determined by the inspiratory effort of the patient, that is, the performance of the inhaler depends on the inhalation maneuver. If the effort does not meet the requirements for a particular inhaler design, the drag and fine particle generation may be incomplete. Therefore, the deposition of the drug in the target area may be insufficient to obtain the desired therapeutic effect. Even with maximum effort, the maximum pressure drop by a dry powder inhaler is limited to approx. 2 to 20 kPa, while the maximum total volume to be inhaled is between 1 and 3 liters, both depending on the clinical picture and the patient's age and more particularly the resistance of the inhaler to air flow.
Se ha reconocido que es prácticamente imposible diseñar un principio de desaglomeración que de un grado consistente de desaglomeración del polvo por un amplio intervalo de caudales, cuando este principio deriva su energía solamente de la corriente de aire inspirada (patente internacional WO 94/23772). La razón subyacente para esto, es que los caudales de aire inspiratorios mayores tienden a conducir a mayores velocidades del aire en el interior del inhalador y así, mayor impacto o fuerzas de cizallamiento y mayores turbulencias. A mayor esfuerzo, simplemente está disponible más energía para romper los aglomerados de partículas. It has been recognized that it is practically impossible to design a principle of deagglomeration that of a consistent degree of powder deagglomeration over a wide range of flow rates, when this principle derives its energy only from the inspired air stream (International Patent WO 94/23772). The underlying reason for this is that higher inspiratory air flows tend to lead to higher air velocities inside the inhaler and thus, greater impact or shear forces and greater turbulence. At greater effort, more energy is simply available to break up particle agglomerates.
Se han presentado varias propuestas para reducir o eliminar la variabilidad en la salida de la partículas finas de inhaladores de polvo seco controlados por la respiración como resultado de una variación en las curvas de flujo inspiratorio. Por ejemplo, se ha propuesto la aplicación de válvulas, el paciente ha conseguido la abertura primero después de un caudal umbral para una buena disgregación (por ejemplo, la patente de EE.UU. 5301666). La patente de EE.UU. 5161524 describe un regulador de velocidad máxima, colocado dentro de un canal de flujo de aire secundario. Se describen disoluciones más complejas en la patente internacional WO 94/23772 para un inhalador con una geometría del desaglomerador compensatoria para cambios en el flujo de aire y la patente alemana DE 4237568 para la generación de una subpresión en una cámara de dispersión. Several proposals have been presented to reduce or eliminate the variability in the fine particle intake of dry powder inhalers controlled by respiration as a result of a variation in inspiratory flow curves. For example, the application of valves has been proposed, the patient has first achieved the opening after a threshold flow for a good disintegration (for example, US Patent 5301666). U.S. Pat. 5161524 describes a maximum speed regulator, placed within a secondary air flow channel. More complex solutions are described in international patent WO 94/23772 for an inhaler with a compensatory breaker geometry for changes in air flow and German patent DE 4237568 for the generation of a subpressure in a dispersion chamber.
La descarga de la dosis y la desaglomeración del polvo dependientes del esfuerzo inspirador también se pueden eliminar utilizando aire presurizado o subpresiones generadas de manera mecánica. Por otra parte, se pueden aplicar diferencias de presión mucho mayores por el sistema de dispersión del polvo (> 100 kPa, igual a 1 bar, para sobrepresiones). El aerosol puede ser descargado del sistema de dosis en una cámara espaciadora antes de que se inhale y la inhalación puede ser a caudales relativamente bajos, para reducir así la deposición en la garganta. Un caudal medio (�) de 30 l/min es bastante razonable para un inhalador controlado por la respiración con una resistencia al flujo de aire moderada (R) de 0,04 kPa0,5.min.l-1. A partir de esto, se puede calcular una caída de presión media (dP) durante la inhalación de 1,44 kPa (1,44 x 103 N.m-2), usando la ecuación simplificada para un tipo de orificio de constricción del flujo: �dP = R.�. También es razonable para esta resistencia del inhalador, un volumen inhalado total (V) de 1,5 litros (1,5 x 10-3 m3), correspondiendo a la energía total (E = V.dP) de 2,16 Nm que está disponible para dispersión de polvo. Las cámaras espaciadoras tienen volúmenes relativamente pequeños para mantener las dimensiones del inhalador dentro de límites aceptables. Pero incluso para un espaciador con un volumen de sólo 250 ml, una caída de presión media de no más de 8,64 kPa (�0,09 bar) sería necesaria para generar la misma energía y así, el mismo grado de ruptura del polvo por el mismo principio de disgregación. Los diseños y las eficacias (en la utilización de la energía disponible) de los principios de disgregación sin embargo pueden ser diferentes. Los ejemplos de inhaladores de polvo seco que aplican sistemas de aire presurizado para desaglomeración del polvo se describen en la patente alemana DE 2435186, la patente de EE.UU. 3906950, la patente de EE.UU. 5113855, la patente alemana DE 4027391 y la patente internacional WO 9962495. Dose discharge and powder deagglomeration dependent on inspirational effort can also be eliminated using pressurized air or mechanically generated sub-pressures. On the other hand, much larger pressure differences can be applied by the powder dispersion system (> 100 kPa, equal to 1 bar, for overpressures). The aerosol can be discharged from the dose system into a space chamber before it is inhaled and the inhalation can be at relatively low flow rates, thus reducing deposition in the throat. An average flow rate (�) of 30 l / min is quite reasonable for a breath-controlled inhaler with a moderate air flow resistance (R) of 0.04 kPa0.5.min.l-1. From this, an average pressure drop (dP) during inhalation of 1.44 kPa (1.44 x 103 Nm-2) can be calculated, using the simplified equation for a type of flow constriction orifice: � dP = R.�. It is also reasonable for this resistance of the inhaler, a total inhaled volume (V) of 1.5 liters (1.5 x 10-3 m3), corresponding to the total energy (E = V.dP) of 2.16 Nm that It is available for powder dispersion. Spacers have relatively small volumes to keep the dimensions of the inhaler within acceptable limits. But even for a spacer with a volume of only 250 ml, an average pressure drop of no more than 8.64 kPa (�0.09 bar) would be necessary to generate the same energy and thus, the same degree of dust rupture by the same principle of disintegration. The designs and efficiencies (in the use of available energy) of the principles of disintegration may however be different. Examples of dry powder inhalers that apply pressurized air systems for powder deagglomeration are described in German patent DE 2435186, US Pat. 3906950, U.S. Pat. 5113855, German patent DE 4027391 and international patent WO 9962495.
Otras maneras de aplicar energía auxiliar para la descarga del compartimento de la dosis y desaglomeración del polvo es (a) por medio de impulsores conducidos de manera eléctrica, como se describe, por ejemplo, en la patente de EE.UU. 3948264, la patente de EE.UU. 3971377, la patente de EE.UU. 4147166 y la patente internacional WO 98/03217 o (b) con un pistón accionado por batería, partículas de fármaco derivadas de una cinta (patente internacional WO 90/13327). Los sistemas con energía auxiliar son con frecuencia voluminosos y sensibles a la adhesión sustancial de partículas de fármaco finas en sus paredes internas grandes o tienen un diseño y estructura complejos y son vulnerables con respecto a fallo de la batería. Other ways of applying auxiliary energy for the discharge of the dose compartment and powder deagglomeration is (a) by means of electrically driven impellers, as described, for example, in US Pat. 3948264, U.S. Pat. 3971377, U.S. Pat. 4147166 and the international patent WO 98/03217 or (b) with a battery-operated piston, drug particles derived from a tape (international patent WO 90/13327). Auxiliary energy systems are often bulky and sensitive to substantial adhesion of fine drug particles to their large internal walls or have a complex design and structure and are vulnerable with respect to battery failure.
Un grupo especial de inhaladores de polvo seco que son más o menos independientes del esfuerzo inspiratorio del paciente con respecto a la precisión de la emisión de la dosis y la salida de partículas finas está constituido por los sistemas de arrastre. La patente europea EP 0407028, la patente alemana DE 4027390 y la patente internacional WO 93/24165 describen principios de corte, arrastre o erosión que eliminan pequeñas cantidades de polvo de un compacto de fármaco por movimiento rotacional de las hojas abrasivas contra el compacto por un ángulo de rotación predeterminado. La patente europea EP 0407028 describe la combinación de tal principio con una cámara de ciclón para seleccionar sólo las partículas más finas para inhalación y extender más uniformemente el bolo del polvo arrastrado, de manera que la dosis de medicamento se inhale durante un periodo de tiempo más largo. Los principios de arrastre comparten el problema de formación de comprimidos del polvo micronizado, que tiene que proporcionar un compacto completamente isotrópico, manteniendo una dureza constante en condiciones ambientales diferentes. Es bastante problemático obtener la distribución de tamaños de fármaco deseada para inhalación por separación por arrastre de partes de dicho compacto. Técnica anterior A special group of dry powder inhalers that are more or less independent of the patient's inspiratory effort with respect to the accuracy of the dose emission and fine particle output is constituted by the drag systems. European patent EP 0407028, German patent DE 4027390 and international patent WO 93/24165 describe principles of cutting, dragging or erosion that remove small amounts of dust from a drug compact by rotational movement of the abrasive sheets against the compact by a default rotation angle. European patent EP 0407028 describes the combination of such a principle with a cyclone chamber to select only the finest particles for inhalation and more evenly spread the bolus of the entrained powder, so that the dose of medication is inhaled for a longer period of time. long. The dragging principles share the problem of micronized powder tablet formation, which has to provide a completely isotropic compact, maintaining a constant hardness under different environmental conditions. It is quite problematic to obtain the distribution of desired drug sizes for inhalation by drag separation of portions of said compact. Prior art
La mayoría de los principios de desaglomeración descritos previamente tiene una gran desventaja en común: la descarga de la dosis del dispositivo de inhalación tiene lugar más bien momentáneamente. El tiempo de residencia del polvo en los medios de desaglomeración es extremadamente corto, en relación con el periodo total durante el que el aire se extrae por el dispositivo inhalador. Por lo tanto, la eficacia en la utilización de la energía disponible es bastante baja y la mayor parte del aire se usa sólo para transporte de las partículas de fármaco generadas en las vías respiratorias. Como resultado, la desaglomeración del polvo, especialmente la de mezclas adhesivas, es con frecuencia muy incompleta y la cantidad de partículas de fármaco liberadas en el intervalo de tamaños deseado es bastante baja (20% a 40% de la dosis nominal). De acuerdo con eso, no se obtiene un efecto terapéutico óptimo de una dosis. Además, todas las partículas se descargan del inhalador sin considerar su tamaño. Para algunos fármacos, esto puede ser indeseable debido a importantes efectos secundarios adversos de deposición en la boca y garganta. Por ejemplo, se ha indicado que los corticosteroides inician ronquera y Candidiasis después de la deposición en la garganta (Selroos et al., 1.994). Most of the principles of disaggregation described previously have a great disadvantage in common: the discharge of the dose from the inhalation device takes place rather momentarily. The residence time of the powder in the deagglomeration means is extremely short, in relation to the total period during which the air is extracted by the inhaler device. Therefore, the efficiency in the use of the available energy is quite low and most of the air is used only for transporting the drug particles generated in the respiratory tract. As a result, the disaggregation of the powder, especially that of adhesive mixtures, is often very incomplete and the amount of drug particles released in the desired size range is quite low (20% to 40% of the nominal dose). Accordingly, an optimal therapeutic effect of one dose is not obtained. In addition, all particles are discharged from the inhaler regardless of their size. For some drugs, this may be undesirable due to significant adverse side effects of deposition in the mouth and throat. For example, it has been indicated that corticosteroids initiate hoarseness and Candidiasis after deposition in the throat (Selroos et al., 1994).
Los principios de desaglomeración que consisten en cámaras de circulación especiales, a partir de las que las partículas se pueden descargar más gradualmente en las vías respiratorias, pueden reducir estas desventajas. Generalmente, los modelos de flujo circular en el interior de dichas cámaras se crean por la construcción de uno o más canales de entrada tangenciales que terminan en la pared cilíndrica de la cámara con forma de disco (o con forma de tubo). El tiempo de residencia del polvo en el interior de la cámara puede estar influenciado por el equilibrio de la fuerza de arrastre y la fuerza centrífuga y en la situación extrema en que la fuerza centrifuga es dominante, el flujo tangencial proporciona la posibilidad de retener partículas más grandes por separación centrífuga. La invención descrita en esta solicitud de patente es del tipo de cámara de circulación de principio de desaglomeración. Es un concepto modular con diferentes modificaciones, teniendo cada una de estas modificaciones características bastante diferentes. Los principios de desaglomeración descritos previamente que son importantes en particular para esta invención son o los del mismo tipo (cámara de circulación) o los que son de un tipo diferente pero que comparten una o más de las mismas características, incluyendo (a) control del tiempo de residencia, (b) retención de partículas grandes y (c) control de la resistencia al flujo de aire, como se explicará con más detalle a partir de ahora. The principles of disaggregation that consist of special circulation chambers, from which particles can be discharged more gradually into the respiratory tract, can reduce these disadvantages. Generally, circular flow models inside such chambers are created by the construction of one or more tangential inlet channels that terminate in the cylindrical wall of the disc-shaped chamber (or tube-shaped). The residence time of the dust inside the chamber can be influenced by the balance of the drag force and the centrifugal force and in the extreme situation in which the centrifugal force is dominant, the tangential flow provides the possibility of retaining particles more large by centrifugal separation. The invention described in this patent application is of the circulation chamber type of deagglomeration principle. It is a modular concept with different modifications, each of these modifications having quite different characteristics. The principles of disaggregation described previously that are particularly important for this invention are either those of the same type (circulation chamber) or those of a different type but that share one or more of the same characteristics, including (a) control of the residence time, (b) retention of large particles and (c) control of airflow resistance, as will be explained in more detail from now on.
Los inhaladores con cámaras de circulación interna, se han descrito por ejemplo, en la patente británica GB 1478138, la patente francesa FR 2447725, la patente alemana DE 4004904, la patente europea EP 0407028, la patente internacional WO 91/13646, la patente internacional WO 92/04928, la patente europea EP 0547429, la patente alemana DE 4239402, la patente alemana DE 19522416 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art.54 (3) EPC). Un concepto muy reciente de una cámara de flujo tangencial se describe en la patente británica GB 1118341. Esta patente describe una copa abierta (por ejemplo, cápsula) para la dosis de polvo que se pone en una varilla de soporte vertical en el centro de una cámara hueca. Un chorro de aire, que entra por un agujero en la tapadera en la cámara, se dirige a la copa para descargar el polvo. Las corrientes de aire suplementarias, que entran por los agujeros de entrada radiales en la pared cilíndrica de la cámara al mismo nivel que el extremo abierto de la copa de polvo, se fuerzan a una ruta tangencial por barreras de aire especiales o inversiones en la espiral. Se espera que la turbulencia en la corriente de aire circular ayude a la dispersión del polvo en la corriente de aire. Inhalers with internal circulation chambers have been described, for example, in British patent GB 1478138, French patent FR 2447725, German patent DE 4004904, European patent EP 0407028, international patent WO 91/13646, international patent WO 92/04928, European patent EP 0547429, German patent DE 4239402, German patent DE 19522416 and international patent WO 01/60341 A1 (Art.54 (3) EPC). A very recent concept of a tangential flow chamber is described in British patent GB 1118341. This patent describes an open cup (for example, capsule) for the dose of powder that is placed on a vertical support rod in the center of a hollow chamber An air jet, which enters through a hole in the lid on the chamber, goes to the cup to discharge the dust. Supplementary air currents, which enter through the radial inlet holes in the cylindrical wall of the chamber at the same level as the open end of the dust cup, are forced to a tangential route by special air barriers or spiral inversions . Turbulence in the circular air stream is expected to help the dispersion of the dust in the air stream.
Se describe un concepto básicamente similar en la patente británica GB 1478138. El inhalador consiste en un envase cilíndrico con un tubo de boquilla, con el mismo eje longitudinal pero un diámetro más pequeño que el envase. La conexión entre ambas partes es a través de una extensión tubular estrecha del tubo de boquilla, que sobresale en el envase. También es la salida de la boquilla por un tubo estrecho, que sobresale en el cilindro de la boquilla. El aire entra en el dispositivo por dos series de aberturas, que crean un movimiento de torbellino en el interior del envase así como en el cilindro de la boquilla. El polvo, que se pone en el interior del envase, es arrastrado en la corriente de aire que circula. La fuerza centrífuga hace que las partículas más pesadas sean arrojadas hacia fuera contra las paredes del envase, mientras que las partículas más finas serán retiradas por los tubos estrechos en las vías respiratorias por la acción de la fuerza de arrastre. A basically similar concept is described in British patent GB 1478138. The inhaler consists of a cylindrical container with a nozzle tube, with the same longitudinal axis but a smaller diameter than the container. The connection between both parts is through a narrow tubular extension of the nozzle tube, which protrudes into the container. It is also the outlet of the nozzle by a narrow tube, which protrudes in the nozzle cylinder. Air enters the device through two series of openings, which create a whirl movement inside the container as well as in the nozzle cylinder. The dust, which is put inside the container, is carried in the current of air that circulates. The centrifugal force causes the heavier particles to be thrown out against the walls of the container, while the finer particles will be removed by the narrow tubes in the airways by the action of the drag force.
Se describe un diseño completamente diferente para una cámara de circulación en la patente alemana DE 4004904 A1. Un canal de descarga divide el flujo de aire cargado de partículas en una corriente principal y una corriente secundaria; entrando la última en una cámara de circulación de tipo ciclón (de forma de disco). En la región en que se divide el flujo de aire, la corriente principal se dirige hacia arriba por una curva de 90 grados en el conducto del aire, cuando se mantiene el inhalador en la posición correcta durante la inhalación. En el paso dirigido verticalmente, aguas abajo de la curva, la fuerza de arrastre es opuesta a la fuerza de la gravedad. Esto hace que los aglomerados más grandes caigan al fondo del canal, mientras que sólo las partículas finas pueden ser arrastradas más hacia la boquilla del inhalador. Los aglomerados depositados se juntan en el sitio donde la corriente secundaria vuelve a la corriente principal después de que se ha hecho una rotación de 180 grados en la cámara cilíndrica. Las turbulencias en esta región disgregan los aglomerados hasta que se hacen suficientemente pequeños para ser transportados por la fuerza de arrastre de la corriente principal hacia la boquilla del inhalador. A completely different design for a circulation chamber is described in German patent DE 4004904 A1. A discharge channel divides the flow of air laden with particles into a main stream and a secondary stream; the last one entering a cyclone circulation chamber (disk shape). In the region in which the air flow is divided, the main stream is directed upwards by a 90 degree curve in the air duct, when the inhaler is held in the correct position during inhalation. In the vertically directed step downstream of the curve, the drag force is opposite to the force of gravity. This causes larger agglomerates to fall to the bottom of the channel, while only fine particles can be dragged further into the mouthpiece of the inhaler. The deposited agglomerates are joined at the site where the secondary current returns to the main current after a 180 degree rotation has been made in the cylindrical chamber. The turbulence in this region disintegrates the agglomerates until they become small enough to be transported by the drag force of the main stream to the mouthpiece of the inhaler.
La cámara de circulación descrita en la patente europea EP 0407028 A2 se refiere como una disposición particular de pasos de aire o medios de ciclón, dentro de los cuales pueden circular partículas de fármaco arrastradas. El aire cargado de partículas entra en la cámara a través de una única entrada de aire que es tangencial a su pared cilíndrica. Un tubo venturi adyacente a la unión del canal de entrada con la cámara del ciclón acelera el flujo de aire en esta cámara. La descarga de la cámara es por un canal de salida a lo largo del eje longitudinal de la cámara. Las ventajas reivindicadas de la disposición son que (a) sólo se seleccionan para inhalación las partículas más finas en una población de partículas de diversos tamaños, mientras que The circulation chamber described in European patent EP 0407028 A2 is referred to as a particular arrangement of air passages or cyclone means, within which entrained drug particles can circulate. Particle-laden air enters the chamber through a single air inlet that is tangential to its cylindrical wall. A venturi tube adjacent to the junction of the inlet channel with the cyclone chamber accelerates the air flow in this chamber. The discharge of the chamber is through an exit channel along the longitudinal axis of the chamber. The claimed advantages of the arrangement are that (a) only the finest particles in a population of particles of various sizes are selected for inhalation, while
(b) los bolos del polvo arrastrado se extienden más uniformemente, a fin de que la dosis de medicamento se inhale durante un periodo de tiempo más prolongado. La cámara de ciclón se describe junto con un suministro de medicamento consolidado y una hoja de raspado como medio de medida de la dosis. Se presentan cámaras de circulación o de torbellinos comparables de diferentes diseños con un canal de entrada tangencial en la patente internacional WO 90/15635. Los conceptos difieren en la posición del canal de salida y en el diámetro y la forma de la cámara de torbellino, siendo o un tubo, un disco o un disco con una sección con forma de embudo hacia el canal de salida, con el mismo eje longitudinal que la cámara de torbellino. (b) the boluses of the entrained dust spread more evenly, so that the dose of medication is inhaled for a longer period of time. The cyclone chamber is described together with a consolidated drug supply and a scraping sheet as a means of measuring the dose. Comparable circulation or swirl chambers of different designs with a tangential inlet channel are presented in the international patent WO 90/15635. The concepts differ in the position of the exit channel and in the diameter and shape of the vortex chamber, being either a tube, a disc or a disc with a funnel-shaped section towards the exit channel, with the same axis longitudinal than the whirl chamber.
Una cavidad con forma de disco con dos canales de entrada especialmente conformados, opuestos, que proporciona una corriente turbulenta de aire en el interior de la cavidad, se menciona en la patente francesa FR 2447725. En la patente, se describe que la desagregación no tiene lugar en la cavidad, sino más bien en una región del inserto helicoidal en el interior del tubo de succión central del inhalador, siendo también el canal de salida de la cavidad. Para el concepto comercializado de esta invención, el inhalador de polvo seco de alta resistencia Pulvonal descrito por Meakin et al. (1.998), la cavidad se refiere como una cámara de aerosolización. Ahora se reivindica que la desaglomeración tiene lugar en un paso estrecho entre el fondo elevado de manera central de esta cámara de aerosolización y el tubo de succión por encima de eso. A disk-shaped cavity with two specially shaped, opposite inlet channels, which provides a turbulent stream of air inside the cavity, is mentioned in French patent FR 2447725. In the patent, it is described that the disaggregation does not have place in the cavity, but rather in a region of the helical insert inside the central suction tube of the inhaler, also being the outlet channel of the cavity. For the commercialized concept of this invention, the Pulvonal high strength dry powder inhaler described by Meakin et al. (1998), the cavity is referred to as an aerosolization chamber. It is now claimed that the deagglomeration takes place in a narrow passage between the centrally raised bottom of this aerosolization chamber and the suction tube above that.
La patente internacional WO 92/04928 se refiere a una denominada cámara de mezclamiento de espiral que tiene la forma de un disco con una pared cilíndrica redondeada. La succión tiene lugar por canales de aire tangenciales que entran en la cámara por agujeros en su pared redondeada. En el interior de la cámara de mezclamiento de torbellino, se guía un primer flujo de aire por el compartimento del polvo y un segundo flujo de aire colisiona con el primer flujo de aire en dirección sustancialmente transversal. Esto es para mezclar el aire y el polvo de una manera deseada. En otro ejemplo, se descarga el polvo en la cámara desde un mecanismo de dosificación de tipo extrusor descentrado. International patent WO 92/04928 refers to a so-called spiral mixing chamber that has the shape of a disk with a rounded cylindrical wall. Suction takes place through tangential air channels that enter the chamber through holes in its rounded wall. Inside the vortex mixing chamber, a first air flow is guided through the dust compartment and a second air flow collides with the first air flow in substantially transverse direction. This is to mix the air and dust in a desired way. In another example, the powder is discharged into the chamber from an offset extruder type dosing mechanism.
La patente europea EP 0547429 A1, la patente alemana DE 19522416 A1 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) describen diferentes conceptos, cada uno para una aplicación diferente, de básicamente el mismo tipo de cámara de circulación. En el principio básico descrito en la patente europea EP 0547429 A1, el flujo de aire cargado de polvo del compartimento de la dosis se mezcla con un flujo de aire sin partículas antes de que entre la mezcla de los dos flujos en una cámara de ciclón por rendijas especialmente conformadas en un tubo central que sobresale del fondo del ciclón en la cámara. Las rendijas crean un modelo de flujo tangencial en el interior de esta cámara, que presenta una forma cilíndrica con conos truncados en la parte de arriba y en el fondo del cilindro. El mezclamiento de los flujos de aire parciales es para aumentar la velocidad de las partículas en el interior de la cámara del ciclón, aumentando de ese modo las fuerzas de desaglomeración, en particular aquéllas para mezclas adhesivas. La descarga de partículas de fármaco finas desprendidas es por un canal especial que es co-axial con el eje cilíndrico de la cámara del ciclón y que sobresale en parte a esta cámara. El canal de descarga se ensancha hacia la boca del paciente para reducir la velocidad de las partículas a la entrada a las vías respiratorias y evitar la acción prolongada del ciclón en el interior de este canal. Otra parte del flujo de aire inspiratorio se usa para crear un flujo de envoltura co-axial sin partículas alrededor de la nube de aerosol de partículas finas de fármaco. El conducto de entrada central para el aire inspiratorio puede tener una válvula especial, que se abre primero después de que el paciente genere suficiente caída de presión para garantizar el buen arrastre de la dosis y la desaglomeración del polvo. En un diseño alternativo, la cámara de circulación tiene un fondo redondeado, mientras que las corrientes de aire tangenciales son de la pared cilíndrica de la cámara. European patent EP 0547429 A1, German patent DE 19522416 A1 and international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) describe different concepts, each for a different application, of basically the same type of camera circulation. In the basic principle described in European patent EP 0547429 A1, the flow of dust-laden air from the dose compartment is mixed with a flow of air without particles before the mixture of the two flows enters a cyclone chamber by specially shaped slits in a central tube protruding from the bottom of the cyclone in the chamber. The slits create a tangential flow model inside this chamber, which has a cylindrical shape with truncated cones at the top and bottom of the cylinder. The mixing of the partial air flows is to increase the velocity of the particles inside the cyclone chamber, thereby increasing the deagglomeration forces, in particular those for adhesive mixtures. The discharge of fine drug particles detached is through a special channel that is co-axial with the cylindrical axis of the cyclone chamber and partly protrudes from this chamber. The discharge channel widens towards the patient's mouth to reduce the velocity of the particles at the entrance to the airways and avoid the prolonged action of the cyclone inside this channel. Another part of the inspiratory air flow is used to create a co-axial wrap flow without particles around the aerosol cloud of fine drug particles. The central inlet duct for inspiratory air may have a special valve, which opens first after the patient generates sufficient pressure drop to ensure good dose dragging and dust deagglomeration. In an alternative design, the circulation chamber has a rounded bottom, while the tangential air currents are from the cylindrical wall of the chamber.
La patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) describe una aplicación de este tipo básico de principio de desaglomeración para una formulación de sulfato de colistina. Debido a que la alta carga de polvo de la alta dosis de colistina en el tratamiento CF puede ser una carga para el paciente, el concepto se ha modificado especialmente para retener cristales de excipiente más grandes en la formulación por separación inercial. Por consiguiente, la deposición de polvo en las vías respiratorias se puede limitar al ingrediente activo sólo. Las partículas de excipiente en la formulación para este tipo de principio de desaglomeración no actúan como portador o como diluyente, sino como limpiador, retirando los finos adheridos de la sustancia activa desde la superficie interna de la cámara de disgregación. La formulación puede ser una mezcla física en que no hay interacción apreciable entre los cristales de limpiador y las partículas de fármaco, como en mezclas adhesivas. Esto presenta la ventaja de que las propiedades superficiales del portador son irrelevantes para la fracción de partículas finas obtenida durante la inhalación. International patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) describes an application of this basic type of disaggregation principle for a colistin sulfate formulation. Because the high powder load of the high dose of colistin in CF treatment can be a burden on the patient, the concept has been specially modified to retain larger excipient crystals in the inertial separation formulation. Accordingly, the deposition of dust in the respiratory tract can be limited to the active ingredient only. The excipient particles in the formulation for this type of disaggregation principle do not act as a carrier or as a diluent, but as a cleaner, removing the adhered fines of the active substance from the internal surface of the disintegration chamber. The formulation may be a physical mixture in which there is no appreciable interaction between the cleaner crystals and the drug particles, as in adhesive mixtures. This has the advantage that the surface properties of the carrier are irrelevant to the fraction of fine particles obtained during inhalation.
El diseño específico descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) no es aplicable para el tipo de gránulo esférico de formulación sin cristales limpiadores, debido a la fuerte adhesión de las partículas finas a las paredes internas de la cámara de circulación. Para esta solicitud, se ha desarrollado un tercer concepto, como se describe en la patente alemana DE 19522416 A1. El concepto presenta la misma cámara cilíndrica que el concepto básico en la patente europea EP 0547429 A1, pero el mezclamiento de flujo cargado de partículas (flujo de polvo) con un flujo de aire sin partículas está ahora en el interior de la cámara en vez de en el canal de aire hacia esta cámara. En el ejemplo mostrado, el número de canales denominados de derivación para el flujo de aire adicional es siete, pero puede haber más, así como menos canales. Además, hay una octava rendija tangencial para el flujo de polvo. La descarga de la cámara de desaglomeración es por un canal que empieza en el centro del extremo cilíndrico de la cámara con forma de disco, con el mismo eje longitudinal que esta cámara. En la modificación descrita en la patente alemana DE 19522416, el canal de descarga no sobresale a la cámara de desaglomeración. Este canal de descarga presenta una longitud mínima y un diámetro fuertemente reducido para minimizar pérdidas de partículas finas por adhesión en sus paredes internas. El concepto en la patente alemana DE 19522416 también se puede usar para mezclas adhesivas, aunque la eficacia de desaglomeración es algo menor que la del concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). The specific design described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) is not applicable for the type of spherical granule of formulation without cleaning crystals, due to the strong adhesion of the fine particles to the internal walls of the circulation chamber. For this application, a third concept has been developed, as described in German patent DE 19522416 A1. The concept has the same cylindrical chamber as the basic concept in European patent EP 0547429 A1, but the mixing of particle-laden flow (dust flow) with a particle-free air flow is now inside the chamber instead of in the air channel to this chamber. In the example shown, the number of so-called bypass channels for the additional air flow is seven, but there may be more, as well as fewer channels. In addition, there is an eighth tangential slit for dust flow. The discharge of the deagglomeration chamber is through a channel that begins at the center of the cylindrical end of the disc-shaped chamber, with the same longitudinal axis as this chamber. In the modification described in German patent DE 19522416, the discharge channel does not protrude to the deagglomeration chamber. This discharge channel has a minimum length and a strongly reduced diameter to minimize losses of fine particles by adhesion to its internal walls. The concept in German patent DE 19522416 can also be used for adhesive mixtures, although the efficiency of deagglomeration is somewhat less than that of the concept described in international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC).
A diferencia del concepto en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 Unlike the concept in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54
(3) EPC), no hay retención de partículas grandes. Las partículas grandes se descargan de la cámara de desaglomeración gradualmente con una velocidad que se determina por las dimensiones de la cámara y la distribución de tamaños del portador. Se considera un cierto tiempo de residencia en el interior del principio de desaglomeración como una ventaja, como se ha discutido previamente y se explicará con más detalle a partir de ahora. El tiempo requerido para la descarga total no debería exceder sin embargo del tiempo total de inhalación. Directrices recientes prescriben que la dosis total de fármaco se inhale dentro de 2 litros, que corresponde con un tiempo de inhalación de 2 segundos a un caudal medio de 60 l/min. (3) EPC), there is no retention of large particles. Large particles are discharged from the deagglomeration chamber gradually with a speed that is determined by the dimensions of the chamber and the size distribution of the carrier. A certain period of residence is considered within the principle of disaggregation as an advantage, as previously discussed and will be explained in more detail from now on. The time required for total discharge should not exceed the total inhalation time. Recent guidelines prescribe that the total drug dose be inhaled within 2 liters, which corresponds to an inhalation time of 2 seconds at an average flow rate of 60 l / min.
El tipo de principio de desaglomeración descrito en la patente europea EP 0547429 A1, la patente alemana DE 19522416 A1 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), presenta un flujo de envoltura sin partículas que puede reducir la deposición de partículas finas en la boca del paciente de flujos de retorno. El flujo de envoltura es particularmente eficaz para gránulos esféricos, debido a que la nube de aerosol emitida generada de este tipo de formulación no contiene grandes aglomerados con alta inercia que puedan migrar por la delgada envoltura de aire limpio bajo la influencia de las fuerzas centrífugas en el modelo de flujo de descarga de trayectoria en espiral. Para mezclas adhesivas, la importancia del flujo de envoltura está limitada principalmente a mantener la resistencia al flujo de aire del inhalador dentro de límites aceptables. The type of disaggregation principle described in European patent EP 0547429 A1, German patent DE 19522416 A1 and international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), has a particle-free envelope flow that can reduce the deposition of fine particles in the patient's mouth of return flows. The envelope flow is particularly effective for spherical granules, because the emitted aerosol cloud generated from this type of formulation does not contain large agglomerates with high inertia that can migrate through the thin envelope of clean air under the influence of centrifugal forces in The spiral path discharge flow model. For adhesive mixtures, the importance of the envelope flow is mainly limited to maintaining the resistance to the airflow of the inhaler within acceptable limits.
La patente alemana DE 4239402 A1 describe una combinación compleja de una cámara de residencia con una cámara de distribución y una cámara de disgregación para polvos para inhalación que puede o consistir en gránulos esféricos o ser una mezcla adhesiva. La cámara de residencia es una parte con forma de disco del paso de aire entre el sistema de medición de la dosis y la salida de la boquilla. Su eje longitudinal es perpendicular al eje longitudinal del cilindro de la boquilla. El aire cargado de partículas pasa por un canal de aceleración, que termina por la periferia de la cámara de residencia y se descarga de manera tangencial en esta cámara. El canal de salida del aire de la cámara de residencia está en un extremo cilíndrico, co-axial con el eje cilíndrico de la cámara de residencia. Termina en una cámara de distribución adyacente que es también de forma de disco y tiene el mismo eje longitudinal que la cámara de residencia. Conectado a la cámara de distribución hay un canal de salida tangencial, referido como cámara de disgregación. El canal de aceleración hacia la cámara de residencia, el canal de salida de la cámara de distribución y el cilindro de la boquilla tienen ejes longitudinales paralelos. Se reivindica que la descarga del polvo de la cámara de residencia es bastante gradual y que la mayoría de la dosis aún no se libera antes de que el paciente haya conseguido el caudal máximo. En cuanto al principio descrito previamente, la residencia prolongada maximiza la utilización de las fuerzas de dispersión. Tiene lugar más desaglomeración en la cámara de disgregación en que se acelera el flujo del polvo desde la cámara de distribución intermedia. En el extremo del paciente, el canal de disgregación se ensancha para disminuir la velocidad del aire y de las partículas. Esto reduce la deposición de la boca y la garganta. German patent DE 4239402 A1 describes a complex combination of a residence chamber with a distribution chamber and a disintegration chamber for inhalation dusts that can either consist of spherical granules or be an adhesive mixture. The residence chamber is a disc-shaped part of the air passage between the dose measurement system and the nozzle outlet. Its longitudinal axis is perpendicular to the longitudinal axis of the nozzle cylinder. The air laden with particles passes through an acceleration channel, which ends at the periphery of the residence chamber and is discharged tangentially into this chamber. The air outlet channel of the residence chamber is at a cylindrical end, co-axial with the cylindrical axis of the residence chamber. It ends in an adjacent distribution chamber that is also disk-shaped and has the same longitudinal axis as the residence chamber. Connected to the distribution chamber is a tangential output channel, referred to as a disintegration chamber. The acceleration channel towards the residence chamber, the outlet channel of the distribution chamber and the nozzle cylinder have parallel longitudinal axes. It is claimed that the discharge of the dust from the residence chamber is quite gradual and that the majority of the dose is not yet released before the patient has achieved the maximum flow rate. As for the principle described previously, prolonged residence maximizes the use of dispersion forces. Further disaggregation takes place in the disintegration chamber in which the flow of dust from the intermediate distribution chamber is accelerated. At the end of the patient, the disintegration channel widens to decrease the velocity of air and particles. This reduces the deposition of the mouth and throat.
Todas las cámaras de circulación mencionadas previamente están incorporadas en un diseño de inhalador particular. Por el contrario, la patente internacional WO 98/26827 se refiere a un principio de desaglomeración del polvo y de clasificación de partículas que es de hecho una extensión de la boquilla de un inhalador de polvo seco. La solicitud de patente se refiere a desarrollos de inhaladores de polvo seco más tempranos en que se han usado cámaras de ciclón para (a) el propósito de efectuar desaglomeración y/o (b) separar entre sí las partículas más pesadas y más ligeras en una mezcla de aire/polvo. Los autores rechazan dicho uso de los ciclones, debido a que la eficacia en cualquiera de las aplicaciones mencionadas se determina por el poder de succión que un paciente es capaz de aplicar a la boquilla. Para la invención descrita en la patente internacional WO 98/26827, la función primaria de una cámara de ciclón ni es para efectuar desaglomeración ni para separar partículas por tamaño, sino para retener en órbita las partículas más pesadas que se hayan separado previamente de las partículas más ligeras por una 'sección circulatoria' aguas arriba de la cámara de ciclón. En un ejemplo dado, esta sección circulatoria es un cuerpo frusto-cónico que se ajusta mucho en una caja con forma de embudo. El conducto del flujo está en la forma de uno o más pasos de conformación helicoidal a lo largo de la circunferencia afilada del cuerpo frusto-cónico, entre este cuerpo y la caja con forma de embudo. La conversión de flujo axial a helicoidal es bastante abrupto contra la parte de arriba del cuerpo frusto-cónico. Las partículas se están desaglomerando en el impacto contra esta superficie. Se reivindica que las partículas más finas y más grandes se separan en gran medida en los pasos helicoidales por acción centrífuga, siguiendo las partículas más finas una trayectoria en espiral con menor radio que las partículas más grandes. All previously mentioned circulation chambers are incorporated in a particular inhaler design. On the contrary, the international patent WO 98/26827 refers to a principle of powder deagglomeration and particle classification that is in fact an extension of the mouthpiece of a dry powder inhaler. The patent application refers to developments of earliest dry powder inhalers in which cyclone chambers have been used for (a) the purpose of effecting deagglomeration and / or (b) separating heavier and lighter particles from each other in a air / dust mixture. The authors reject such use of cyclones, because the effectiveness in any of the aforementioned applications is determined by the suction power that a patient is able to apply to the mouthpiece. For the invention described in the international patent WO 98/26827, the primary function of a cyclone chamber is neither to effect deagglomeration nor to separate particles by size, but to retain in orbit the heavier particles that have previously separated from the particles. lighter by a 'circulatory section' upstream of the cyclone chamber. In a given example, this circulatory section is a frusto-conical body that fits a lot in a funnel-shaped box. The flow conduit is in the form of one or more helical shaping steps along the sharp circumference of the frusto-conical body, between this body and the funnel-shaped box. The conversion of axial to helical flow is quite steep against the upper part of the frusto-conical body. The particles are breaking down on the impact against this surface. It is claimed that the finest and largest particles are largely separated in the helical passages by centrifugal action, the finer particles following a spiral path with a smaller radius than the larger particles.
Aguas abajo de la sección circulatoria de esta invención, el aire se conduce desde los pasos cerca de la pared interna de la caja con forma de embudo hacia el eje central de esta caja a lo largo del fondo del tronco. En esta región de flujo, donde la fuerza de arrastre es opuesta a la fuerza centrífuga, tiene lugar más clasificación. Sólo se descargan a continuación partículas finas por el conducto de salida que es co-axial con el eje del tronco por un estrecho paso en una tapa en la caja con forma de embudo. Las partículas grandes continúan circulando durante la inhalación en una cámara de ciclón adyacente a la sección circulatoria o acumulándose en la base de esta cámara, pero las partículas finas desprendidas durante esta circulación no se descargan a las vías respiratorias debido a que no hay flujo desde esta cámara a las vías. Downstream of the circulatory section of this invention, air is conducted from the passages near the inner wall of the funnel-shaped box toward the central axis of this box along the bottom of the trunk. In this region of flow, where the drag force is opposite to the centrifugal force, more classification takes place. Only fine particles are then discharged through the outlet duct that is co-axial with the trunk axis by a narrow passage in a funnel-shaped lid on the box. Large particles continue to circulate during inhalation in a cyclone chamber adjacent to the circulatory section or accumulate at the base of this chamber, but fine particles released during this circulation are not discharged into the airways because there is no flow from it. camera to the tracks.
Otra aplicación especial de una cámara de circulación se presenta para el Twisthaler (Furoato de Mometasona) de Asmanex (patente de EE.UU. 5740792, patente de EE.UU. 5829434 y Fan et al., 2.000 ). El pulverizador del Twisthaler incluye para romper los aglomerados de polvo: (a) medios de cavidad, (b) medios de remolino y (c) medios de chimenea. Los medios de cavidad y los medios de remolino constituyen una cámara denominada de remolino (Fan et al., 2.000). Las partículas arrastradas desde la cavidad de medición de la dosis por (parte de) el aire inspiratorio, viajan por el canal de inhalación hacia la cámara de remolino. Esta cámara de remolino es básicamente una cámara hueca cilíndrica con una pared interna (medios de remolino) que atraviesa esta cámara en un camino arqueado. La pared es para desviar la corriente de aire cargada de partículas en una ruta tangencial. El remolino impartido se mantiene cuando pasa el aire por la chimenea. Como resultado, los aglomerados de polvo que se llevan por el aire, con una inercia mucho mayor que el aire, impactan constantemente contra las paredes internas de la cámara de remolino y la pared del remolino que conduce el aire atravesando esta cámara (patente de EE.UU. 5829434). Los aglomerados también colisionan entre sí, lo que da como resultado una acción de molienda o ruptura mutua entre ellos. Se describe que las partículas se aceleran a una velocidad crítica para la ruptura en el interior de la cámara de remolinos por adición de flujo de aire secundario en esta cámara (Fan et al., 2.000 y patente de EE.UU. 5829434). A diferencia de la patente (patente de EE.UU. 5829434), Fan et al. explican que las colisiones de polvo a pared en la chimenea son el mecanismo clave de ruptura en la formación de partículas finas para inhalación. Para una mejor realización de esta ruptura de partículas finas en la chimenea, las paredes internas de esta parte de los medios de desaglomeración se han proporcionado con bordes acanalados (por ejemplo para proporcionar una sección transversal hexagonal). Another special application of a circulation chamber is presented for the Asmanex Twisthaler (Momethasone Furoate) (US Patent 5740792, US Patent 5829434 and Fan et al., 2,000). The Twisthaler sprayer includes to break up the dust agglomerates: (a) cavity means, (b) swirl means and (c) chimney means. The cavity means and the swirl means constitute a chamber called swirl (Fan et al., 2,000). Particles carried from the dose measuring cavity through (part of) the inspiratory air travel through the inhalation channel into the swirl chamber. This swirl chamber is basically a cylindrical hollow chamber with an internal wall (swirl media) that crosses this chamber in an arched path. The wall is to divert the air stream charged with particles in a tangential route. The swirl imparted is maintained when the air passes through the chimney. As a result, dust agglomerates that are carried through the air, with a much greater inertia than the air, constantly impact the internal walls of the swirl chamber and the swirl wall that conducts the air through this chamber (US Pat. U.S. 5829434). The agglomerates also collide with each other, which results in an action of grinding or mutual breaking between them. It is described that the particles are accelerated at a critical rate for rupture inside the swirl chamber by the addition of secondary air flow in this chamber (Fan et al., 2,000 and US Patent 5829434). Unlike the patent (US patent 5829434), Fan et al. They explain that dust collisions on the wall in the chimney are the key mechanism of rupture in the formation of fine particles for inhalation. For a better realization of this breaking of fine particles in the chimney, the inner walls of this part of the deagglomeration means have been provided with grooved edges (for example to provide a hexagonal cross-section).
Algunos de los conceptos descritos previamente presentan desventajas específicas o aplicaciones limitadas. Una de las posibles consecuencias de la aplicación de una cámara de circulación es el aumento de la resistencia al flujo de aire total del inhalador, como se describe por ejemplo por Meakin et al. (1.998) para el inhalador de polvo seco Pulvonal. Especialmente para conceptos con más de una cámara, como se describe en la patente alemana DE 4239402, el aumento debe ser sustancial. Aunque una alta resistencia no es incondicionalmente una desventaja (por ejemplo Svartengren et a., 1.995), los pacientes con poder pulmonar reducido deben ser capaces de generar suficiente flujo de aire para la realización adecuada del dispositivo. Esto es requerido con independencia del diseño del principio de desaglomeración, a menos que se use una fuente de energía externa constante para el arrastre de la dosis y desaglomeración del polvo. La separación previa de las partículas en una sección circular del conducto de flujo aguas arriba de la cámara de ciclón, como se describe en la patente internacional WO 98/26827, no reduce o elimina este problema, debido a que el desprendimiento de las partículas finas de los cristales de portador aún depende del tamaño de las fuerzas de separación en esta sección. Some of the concepts described previously present specific disadvantages or limited applications. One of the possible consequences of the application of a circulation chamber is the increased resistance to the total airflow of the inhaler, as described for example by Meakin et al. (1998) for Pulvonal dry powder inhaler. Especially for concepts with more than one camera, as described in German patent DE 4239402, the increase must be substantial. Although high resistance is not unconditionally a disadvantage (for example Svartengren et a., 1995), patients with reduced lung power should be able to generate sufficient air flow for proper device realization. This is required regardless of the design of the principle of deagglomeration, unless a constant external energy source is used for dose dragging and powder deagglomeration. The prior separation of the particles in a circular section of the flow duct upstream of the cyclone chamber, as described in international patent WO 98/26827, does not reduce or eliminate this problem, because the detachment of fine particles of the carrier crystals still depends on the size of the separation forces in this section.
Una preocupación principal es la adhesión de partículas finas en las paredes internas de tipos de circulación de medios de desaglomeración, como se describe en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). La superficie total de partes del inhalador que están en contacto con partículas finas de fármaco con frecuencia es bastante grande, como para la patente alemana DE 4239402, la patente internacional WO 98/26827 y la patente de EE.UU. 5829434. A intervalos de tiempo regulares, los medios de desaglomeración de este tipo se deben desmontar para inspección y/o limpieza, que no siempre parece posible (por ejemplo, la patente alemana DE 4004904). El desmontaje debe ser simple y puede no ser un inconveniente para el paciente. Además, volver a montarlo después de la inspección y/o limpieza puede no conducir al mal funcionamiento del inhalador. Una de las consecuencias de la adhesión de partículas finas es que la mayoría de los ips (inhaladores de polvo seco) con una cámara de circulación como medio de disgregación no son adecuados para gránulos esféricos. Para mezclas adhesivas, el problema es menos extremo, debido a que las partículas de portador más grandes pueden limpiar la mayoría de los finos adheridos de las paredes del inhalador. A major concern is the adhesion of fine particles in the internal walls of circulation types of deagglomeration media, as described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). The total area of parts of the inhaler that are in contact with fine drug particles is often quite large, as for German patent DE 4239402, international patent WO 98/26827 and US Pat. 5829434. At regular time intervals, the disaggregation means of this type must be disassembled for inspection and / or cleaning, which does not always seem possible (for example, German patent DE 4004904). Disassembly should be simple and may not be inconvenient for the patient. In addition, reassembly after inspection and / or cleaning may not lead to inhaler malfunction. One of the consequences of adhesion of fine particles is that most ips (dry powder inhalers) with a circulation chamber as a means of disintegration are not suitable for spherical granules. For adhesive mixtures, the problem is less extreme, because larger carrier particles can clean most of the fine adhering of the walls of the inhaler.
Aunque algunas de las patentes revisadas previamente se refieren a una cierta residencia del polvo en el interior de los medios de desaglomeración (por ejemplo, la patente alemana DE 4004904, la patente europea EP 0407028, la patente alemana DE 4239402 y la patente alemana DE 19522416), para ninguno de los principios se menciona la posibilidad de control del tiempo de residencia. Sólo se ha descrito la posibilidad de variación del tiempo de residencia en la patente alemana DE 19522416, mediante el cambio de la relación de las velocidades de los flujos de aire parciales por, respectivamente alrededor de la cámara de circulación y por modificación de ciertas dimensiones de la cámara, tales como la altura y el diámetro. Although some of the previously reviewed patents refer to a certain residence of the dust inside the deagglomeration means (for example, the German patent DE 4004904, the European patent EP 0407028, the German patent DE 4239402 and the German patent DE 19522416 ), the possibility of controlling residence time is not mentioned for any of the principles. Only the possibility of varying the residence time has been described in German patent DE 19522416, by changing the ratio of the velocities of the partial air flows by, respectively around the circulation chamber and by modifying certain dimensions of the chamber, such as height and diameter.
Algunas de las patentes mencionadas previamente se refieren específicamente a la retención de partículas gruesas, por ejemplo, la patente británica GB 1478138, la patente europea EP 0407028, la patente internacional WO 92/05825, la patente internacional WO 92/04928, la patente europea EP 0547429, la patente internacional WO 98/26827 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). Las partículas con alta inercia que son arrojadas hacia fuera por el movimiento de torbellino de aire dentro del envase descrito en la patente británica GB 1478138, circulan por la pared interna de este envase. No pueden pasar por la estrecha extensión tubular del cilindro de la boquilla que sobresale al envase por el mismo eje longitudinal de este envase. Una segunda trampa de partículas gruesas es un estrecho paso tubular a la salida del cilindro de la boquilla. Los medios de ciclón descritos en la patente europea EP 0407028 A2, la patente europea EP 0547429, la patente internacional WO 98/26827 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 Some of the previously mentioned patents refer specifically to the retention of coarse particles, for example, British patent GB 1478138, European patent EP 0407028, international patent WO 92/05825, international patent WO 92/04928, European patent EP 0547429, the international patent WO 98/26827 and the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). The particles with high inertia that are thrown out by the whirling movement of air into the container described in British patent GB 1478138, circulate through the inner wall of this container. They cannot pass through the narrow tubular extension of the nozzle cylinder that protrudes from the container along the same longitudinal axis of this container. A second thick particle trap is a narrow tubular passage at the outlet of the nozzle cylinder. The cyclone media described in European patent EP 0407028 A2, European patent EP 0547429, international patent WO 98/26827 and international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54
(3) EPC) operan sobre la base del mismo principio de dos fuerzas competitivas, que son la fuerza centrífuga y la de arrastre. Pero el concepto en la patente internacional WO 92/04928 es básicamente diferente, aunque la separación está también en la inercia de las partículas. Se describe una pieza de succión separada, aguas abajo de la cámara de remolino, en que las partículas grandes con alto momento siguen una trayectoria recta en un tubo sin salida, mientras que las partículas más finas son arrastradas por la corriente de aire a un tubo secundario. Se recogen las partículas gruesas separadas en el fondo del tubo sin salida (cámara de recogida), que se debe vaciar de vez en cuando. El impacto inercial es también el mecanismo de separación para chorros de impacto con diferentes tilbes y placas descritas en la patente internacional WO 92/05825. (3) EPC) operate on the basis of the same principle of two competitive forces, which are the centrifugal force and the drag force. But the concept in the international patent WO 92/04928 is basically different, although the separation is also in the inertia of the particles. A separate suction piece is described downstream of the swirl chamber, in which large particles with high momentum follow a straight path in a dead-end tube, while the finer particles are dragged by the air stream to a tube. secondary. The separated coarse particles are collected at the bottom of the tube with no outlet (collection chamber), which must be emptied from time to time. The inertial impact is also the separation mechanism for impact jets with different tilbes and plates described in the international patent WO 92/05825.
Algunos de los principios de separación mencionados previamente sobre la base de arrastre centrífugo se describen como medios de ciclón. Esto es incorrecto, debido a que no se diseñan para separar todo el material sólido de la corriente de aire, sino para clasificar las partículas en suspensión en el aire en dos clases de tamaños sobre la base de su inercia, que significa que son básicamente clasificadores de aire, como se refiere en la patente británica GB 1478138. Sin embargo, en ninguna de las patentes se han mencionado los diámetros límite de los clasificadores, excepto la patente internacional WO 92/05825, que proporciona fórmulas con constantes experimentales para los diferentes tipos de chorros de impacto. En esta solicitud de patente también se explica que el diámetro límite se puede ajustar para adaptarlo a un fármaco particular y una aplicación particular. Some of the separation principles mentioned above on the basis of centrifugal dragging are described as cyclone means. This is incorrect, because they are not designed to separate all solid material from the air stream, but to classify airborne particles into two kinds of sizes based on their inertia, which means that they are basically classifiers of air, as referred to in British patent GB 1478138. However, none of the patents have mentioned the limit diameters of the classifiers, except for the international patent WO 92/05825, which provides formulas with experimental constants for the different types of impact jets. This patent application also explains that the limit diameter can be adjusted to suit a particular drug and a particular application.
Sólo se conocen dos conceptos por los que se puede controlar la resistencia al flujo de aire dentro de ciertos límites. En la patente de EE.UU. 5829434 se describe que la caída de presión por la boquilla de remolino se puede cambiar variando la sección transversal para flujo de aire en el paso entre la cámara de remolino y la chimenea. Se indica que la caída de presión por el inhalador debería ser deseablemente menor que aproximadamente 5 kPa para facilidad de uso por pacientes con función respiratoria reducida. Para el principio en la patente alemana DE 19522416, se explica que la corriente de aire inspirador se puede dividir en un flujo parcial por la cámara de disgregación y un flujo parcial pasada esta cámara para crear un flujo de envoltura sin partículas alrededor de la nube de aerosol emitida. La relación de estos flujos se puede variar dentro de ciertos límites sin influir en el arrastre de la dosis y la disgregación del polvo. Only two concepts are known by which the resistance to air flow can be controlled within certain limits. In US Pat. 5829434 it is described that the pressure drop by the swirl nozzle can be changed by varying the cross section for air flow in the passage between the swirl chamber and the chimney. It is indicated that the pressure drop by the inhaler should be desirably less than about 5 kPa for ease of use by patients with reduced respiratory function. For the beginning in the German patent DE 19522416, it is explained that the inspiring air stream can be divided into a partial flow through the disintegration chamber and a partial flow past this chamber to create an envelope flow without particles around the cloud of emitted spray. The relationship of these flows can be varied within certain limits without influencing the drag of the dose and the disintegration of the powder.
Sumario de la invención Summary of the invention
La invención se define en las reivindicaciones 1 y 14. The invention is defined in claims 1 and 14.
La presente invención proporciona un dispersador múltiple para polvos de inhalación, que se puede usar junto con diferentes tipos de sistemas de dosis para el intervalo de pesos de dosis entre 2 y 25 mg y diferentes tipos de formulación en polvo (con o sin excipientes portadores). En un diseño particular, el dispersador actúa tanto como medio de desaglomeración (disgregación; aerosolización) como como un clasificador de aire para mezclas especialmente adhesivas. Sólo se emiten partículas finas de fármaco mientras que los aglomerados más grandes y los cristales de portador son retenidos por el dispersador. La modificación del diseño básico permite la liberación controlada en el tiempo de cristales de portador en estas mezclas. En otra modificación, el concepto presenta realización optimizada como dispersador junto con gránulos esféricos, que no contienen cristales de portador. Es posible volver a diseñar adicionalmente el principio de dispersión para controlar la resistencia total del inhalador y la deposición de polvo en las vías respiratorias superiores mediante la adición de un denominado flujo de envoltura de aire limpio. Las modificaciones permiten también la retención de portador en la boquilla y la eliminación del componente de flujo tangencial de la nube de descarga. Descripción de la invención The present invention provides a multiple disperser for inhalation powders, which can be used together with different types of dose systems for the dose weight range between 2 and 25 mg and different types of powder formulation (with or without carrier excipients) . In a particular design, the disperser acts both as a means of deagglomeration (disintegration; aerosolization) and as an air classifier for especially adhesive mixtures. Only fine drug particles are emitted while larger agglomerates and carrier crystals are retained by the disperser. The modification of the basic design allows the controlled release in time of carrier crystals in these mixtures. In another modification, the concept presents optimized embodiment as a disperser together with spherical granules, which do not contain carrier crystals. It is possible to further redesign the dispersion principle to control the total resistance of the inhaler and the deposition of dust in the upper respiratory tract by adding a so-called clean air envelope flow. The modifications also allow for the retention of bearer at the nozzle and the elimination of the tangential flow component of the discharge cloud. Description of the invention
Los conceptos descritos en la patente europea EP 0547429, la patente alemana DE 19522416 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) comprenden una familia de principios de desaglomeración para diferentes aplicaciones, siendo todas diferentes modificaciones del mismo diseño básico. Para todos los conceptos, parte del flujo de aire inspiratorio se conduce por el compartimento de la dosis para arrastrar el polvo. La sección aguas abajo del canal del polvo, que conecta el compartimento de la dosis y la cámara de desaglomeración, es tangencial a la pared cilíndrica de la cámara de desaglomeración. La cámara de desaglomeración tiene la forma de un disco, que comparte su eje cilíndrico con el cilindro de la boquilla. Un canal de descarga tubular, también con el mismo eje longitudinal y un diámetro mucho menor que la cámara de desaglomeración, empieza desde el centro del extremo cilíndrico de esta cámara que está más próximo a la boquilla. Otra parte del flujo de aire inspiratorio entra en la cámara de desaglomeración por rendijas tangenciales en su pared cilíndrica. El número de estos canales de derivación se puede limitar a uno sólo, en cuanto al concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) o puede haber más, como en la patente alemana DE 19522416, dependiendo de la aplicación específica de la cámara de desaglomeración. El flujo de aire de derivación parcial aumenta la velocidad tangencial del aire y las partículas en el interior de la cámara. Una tercera parte del flujo de aire inspiratorio no se conduce por la cámara de desaglomeración pero es derivado hacia una abertura anular, que es co-axial con el canal de descarga de la cámara de desaglomeración. El flujo de aire desde esta abertura anular es co-axial con el flujo de aire cargado de partículas desde la cámara de desaglomeración, constituyendo de ese modo una envoltura de aire sin partículas alrededor del aerosol. The concepts described in European patent EP 0547429, German patent DE 19522416 and international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) comprise a family of disaggregation principles for different applications, all of which are different modifications thereof basic design For all concepts, part of the inspiratory air flow is conducted through the dose compartment to drag dust. The downstream section of the dust channel, which connects the dose compartment and the deagglomeration chamber, is tangential to the cylindrical wall of the deagglomeration chamber. The deagglomeration chamber has the shape of a disk, which shares its cylindrical axis with the nozzle cylinder. A tubular discharge channel, also with the same longitudinal axis and a diameter much smaller than the deagglomeration chamber, starts from the center of the cylindrical end of this chamber that is closer to the nozzle. Another part of the inspiratory air flow enters the deagglomeration chamber through tangential slits in its cylindrical wall. The number of these bypass channels can be limited to only one, as for the concept described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) or there may be more, as in the German patent DE 19522416, depending on the specific application of the deagglomeration chamber. The partial bypass air flow increases the tangential velocity of the air and particles inside the chamber. A third of the inspiratory air flow is not conducted through the deagglomeration chamber but is diverted into an annular opening, which is co-axial with the discharge channel of the deagglomeration chamber. The air flow from this annular opening is co-axial with the air flow charged with particles from the deagglomeration chamber, thereby constituting an air shell with no particles around the aerosol.
Las partículas que circulan en el interior de la cámara de desaglomeración están sometidas a tres fuerzas diferentes: la fuerza de arrastre del aire, una fuerza centrífuga y la fuerza de la gravedad. La fuerza de la gravedad no es relevante para las trayectorias de las partículas suspendidas en el aire en el interior de la cámara. Las partículas son arrojadas hacia la pared cilíndrica de la cámara de desaglomeración siempre que domine la fuerza centrífuga. Si ruedan de manera suave por esta pared o vibran con sólo breves momentos de contacto entre la partícula y la pared, depende de muchos factores, tales como la carga de la cámara de desaglomeración, el número de canales de derivación y la forma de las partículas. También es importante la distribución de tamaños de partícula por lo que se refiere a esto. Si las partículas son relativamente grandes, el número de partículas en el interior de la cámara de desaglomeración para un cierto peso de la dosis es pequeño y el número de colisiones partícula a partícula está limitado. Además, la carga de la cámara con partículas puede ser bastante asimétrico, dependiendo del peso de la dosis y el modelo de descarga del canal del polvo. Si por otra parte, las partículas son relativamente pequeñas, el número de partículas dentro de la cámara es mucho mayor y así será el número de colisiones entre las partículas, mientras que la carga puede ser mucho más homogénea, ya que se puede extender un gran número de partículas más uniformemente. The particles that circulate inside the deagglomeration chamber are subjected to three different forces: the air drag force, a centrifugal force and the force of gravity. The force of gravity is not relevant to the trajectories of airborne particles inside the chamber. The particles are thrown into the cylindrical wall of the deagglomeration chamber whenever the centrifugal force dominates. If they roll smoothly through this wall or vibrate with only brief moments of contact between the particle and the wall, it depends on many factors, such as the charge of the deagglomeration chamber, the number of bypass channels and the shape of the particles . Also important is the distribution of particle sizes in terms of this. If the particles are relatively large, the number of particles inside the deagglomeration chamber for a certain dose weight is small and the number of particle-to-particle collisions is limited. In addition, the loading of the chamber with particles can be quite asymmetric, depending on the weight of the dose and the discharge model of the dust channel. If on the other hand, the particles are relatively small, the number of particles inside the chamber is much larger and so will be the number of collisions between the particles, while the load can be much more homogeneous, since a large number of particles more evenly.
La diferencia entre los conceptos descritos en la patente alemana DE 19522416 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) es principalmente su optimización para una aplicación específica; el concepto descrito en la patente europea EP 0547429 es el diseño original sin optimización como una parte integral de un inhalador de múltiples unidosis para el que se han pesado las dosis individuales en cavidades en discos rotativos. El concepto en la patente alemana DE 19522416 se ha optimizado para la desaglomeración de gránulos esféricos suaves, pero este concepto sirve muy bien para mezclas adhesivas también. El concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) ha sido diseñado para mezclas adhesivas en aplicaciones para las que se desea retención de portador. Las razones para la retención de portador pueden ser diferentes. Los posibles efectos secundarios adversos a partir de la deposición sustancial de fármaco en la garganta del paciente ya se han mencionado. Las partículas de portador liberadas se depositan en la garganta como consecuencia de su gran inercia, incluso caudales menores, cuando se descargan desde el inhalador y aún llevan partículas de fármaco en su superficie en la liberación. Por retirada de las partículas de portador de la corriente de aire inspirada, se puede reducir considerablemente la deposición de la garganta. Pero también para estudios de formulación con mezclas adhesivas, puede ser valiosa la retirada de portador. Se pueden analizar en las partículas de portador retenidas el contenido en fármaco residual, para obtener así información sobre la interacción fármaco a portador y desprendimiento del fármaco durante la inhalación. Esta información es más precisa y fiable que la de fracciones de partículas finas recogidas en un impactador, que están influenciadas por pérdidas irreproducibles de adhesión sobre las paredes internas del inhalador, tubo de entrada y etapas del impactador y la recogida incompleta por la etapa final. The difference between the concepts described in the German patent DE 19522416 and the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) is mainly its optimization for a specific application; The concept described in European patent EP 0547429 is the original design without optimization as an integral part of a multi-dose inhaler for which the individual doses in cavities on rotating discs have been weighed. The concept in German patent DE 19522416 has been optimized for the deagglomeration of soft spherical granules, but this concept serves very well for adhesive mixtures as well. The concept described in international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) has been designed for adhesive mixtures in applications for which carrier retention is desired. The reasons for carrier retention may be different. Possible adverse side effects from substantial drug deposition in the patient's throat have already been mentioned. The carrier particles released are deposited in the throat as a result of their great inertia, even lower flow rates, when they are discharged from the inhaler and still carry drug particles on their surface at release. By removing the carrier particles from the inspired air stream, throat deposition can be greatly reduced. But also for formulation studies with adhesive mixtures, carrier removal can be valuable. The residual drug content can be analyzed in the retained carrier particles, in order to obtain information on the drug-to-carrier interaction and release of the drug during inhalation. This information is more accurate and reliable than that of fine particle fractions collected in an impactor, which are influenced by irreproducible adhesion losses on the inner walls of the inhaler, inlet tube and stages of the impactor and incomplete collection by the final stage.
Los mecanismos de ruptura para los dos tipos de formulaciones son básicamente diferentes para los dos conceptos de desaglomeración en la patente alemana DE 19522416 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). Como los gránulos esféricos blandos ruedan a lo largo de la pared cilíndrica de una cámara de desaglomeración, son soportados principalmente por fricción. Las partículas finas desprendidas o los grupos pequeños de partículas primarias o se adhieren a la pared de la cámara por fuerzas de van der Waals (o Culómbicas) o son arrastrados por la corriente de aire hacia el canal de descarga. Debido a esta adhesión de partículas finas sobre la pared cilíndrica en particular del principio de desaglomeración, el concepto descrito en la patente europea EP 0547429 no se puede usar para gránulos esféricos blandos sin la adición de cristales denominados limpiadores (grandes) a la formulación, como se describe en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). Sin estos cristales limpiadores, la desaglomeración de gránulos esféricos es (casi) completa después de un cierto tiempo de residencia en la cámara de desaglomeración, pero la reducción de la dosis de partículas finas emitidas como consecuencia de la adhesión en las paredes del inhalador es por 50% o incluso más, dependiendo del tipo de fármaco que se tenga que inhalar. The breaking mechanisms for the two types of formulations are basically different for the two concepts of disaggregation in German patent DE 19522416 and international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). As the soft spherical granules roll along the cylindrical wall of a deagglomeration chamber, they are mainly supported by friction. The detached fine particles or small groups of primary particles either adhere to the wall of the chamber by van der Waals (or Culómbicas) forces or are carried by the flow of air into the discharge channel. Due to this adhesion of fine particles on the cylindrical wall in particular of the principle of deagglomeration, the concept described in European patent EP 0547429 cannot be used for soft spherical granules without the addition of so-called (large) cleaning crystals to the formulation, such as It is described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). Without these cleaning crystals, the spherical granule deagglomeration is (almost) complete after a certain time of residence in the deagglomeration chamber, but the reduction of the dose of fine particles emitted as a result of adhesion on the walls of the inhaler is by 50% or even more, depending on the type of drug to be inhaled.
En el concepto descrito en la patente alemana DE 19522416, el número de canales de derivación se ha aumentado a siete para reducir la superficie de la pared cilíndrica por un gran número de interrupciones y para crear un modelo de circulación dentro de la cámara que fuerce a que colisionen los gránulos con las secciones restantes de la pared cilíndrica a ángulos que son más obtusos que el ángulo entre dos secciones vecinas de esta pared. En vez de rodar por una pared de la cámara cilíndrica continua, los gránulos son atravesados constantemente por la 'barrera de aire' entre los gránulos y las secciones restantes. Más bien pasan casi rozando que golpean estas secciones y como resultado del área de contacto fuertemente reducida, se minimiza la adhesión de las partículas finas sobre la pared cilíndrica. La desaglomeración es principalmente por cizallamiento de los flujos de derivación. A medida que los gránulos se aproximan a la siguiente sección de la pared de la cámara cilíndrica, entran en la región en que un flujo de derivación intersecta su trayectoria a un ángulo de 45 grados. Como resultado de la alta velocidad del aire por los canales de derivación, que es aproximadamente 10 m/s a un caudal de 60 l/min por el inhalador, se rompen los gránulos relativamente débiles en fragmentos más pequeños y se rompen eventualmente en partículas primarias o grupos pequeños, que son suficientemente finos para ser arrastrados al canal de descarga. In the concept described in German patent DE 19522416, the number of bypass channels has been increased to seven to reduce the surface of the cylindrical wall by a large number of interruptions and to create a circulation model within the chamber that forces that the granules collide with the remaining sections of the cylindrical wall at angles that are more obtuse than the angle between two neighboring sections of this wall. Instead of rolling down a wall of the continuous cylindrical chamber, the granules are constantly traversed by the 'air barrier' between the granules and the remaining sections. Rather, they pass almost by touching these sections and as a result of the strongly reduced contact area, the adhesion of fine particles on the cylindrical wall is minimized. The disaggregation is mainly due to shear of derivation flows. As the granules approach the next section of the wall of the cylindrical chamber, they enter the region where a bypass flow intersects its path at an angle of 45 degrees. As a result of the high air velocity through the bypass channels, which is approximately 10 m / s at a flow rate of 60 l / min by the inhaler, the relatively weak granules are broken into smaller fragments and eventually broken into primary particles or small groups, which are thin enough to be dragged into the discharge channel.
Por contraste, las partículas de portador en mezclas adhesivas que circulan en el concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), rebotan contra la pared cilíndrica después de colisión contra ella como resultado de su forma irregular, que evita que rueden suavemente como gránulos esféricos. La trayectoria se puede describir mejor como una ruta a lo largo de parábolas vecinas, encontrándose todas en el mismo plano que es perpendicular al eje cilíndrico de la cámara de desaglomeración, con sus partes superiores dirigidas al centro de esta cámara. Después de rebotar contra la pared, las partículas se vuelven a forzar hacia la periferia de la cámara de desaglomeración por la acción de la fuerza centrífuga, para encontrar una siguiente colisión. Mientras tanto las partículas viajan en dirección tangencial por la cámara. En el impacto, las partículas finas de fármaco se desprenden de los cristales de portador, dependiendo del ángulo y la velocidad de la colisión con la pared. En el concepto básico descrito en la patente europea EP 0547429 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), sólo hay dos interrupciones en la pared cilíndrica de la cámara de desaglomeración. Como consecuencia, hay poco trastorno de las trayectorias de las partículas y las partículas por encima del diámetro límite a un caudal inspiratorio dado se retienen con bastante alta eficacia. Las partes superiores de las parábolas están sólo a una distancia pequeña de la pared cilíndrica de la cámara, debido a que el ángulo de colisión es bastante obtuso. Por lo tanto, se mantiene una cierta distancia entre las partículas que rebotan y se mantiene el canal de descarga, incluso cuando las partículas están en la parte superior de una parábola. La extensión del canal de descarga dentro de la cámara de desaglomeración contribuye a la retirada casi completa de las partículas grandes mediante la reducción de la sección transversal del paso entre la cámara de circulación y el canal de descarga. En esta modificación básica, la cámara de circulación actúa tanto como medio de desaglomeración como como un clasificador de aire. La Figura 1 muestra la eficacia de la retirada de portador de un concepto de clasificador de aire similar al concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) para diferentes fracciones estrechas de tamaño de alfa-lactosa monohidratada cristalina a un caudal bajo de 30, respectivamente 40 l/min. Sólo para fracciones con un diámetro mediano menor que 50 µm, la eficacia es menor que el 90%. Los diámetros límite nominales para sulfato de colistina (para una muestra con una distribución de tamaño entre 0,7 y 87 µm) en el mismo clasificador, como se deriva de medición de difracción láser de la nube de aerosol usando un adaptador de inhalador especial, como se muestra en la figura 2. Al aumentar el caudal, no sólo disminuye el diámetro límite medio, sino también la extensión entre las inhalaciones individuales. By contrast, the carrier particles in adhesive mixtures circulating in the concept described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), bounce against the cylindrical wall after collision with it as a result of its shape irregular, which prevents them from rolling smoothly like spherical granules. The trajectory can best be described as a route along neighboring parabolas, all of which are in the same plane that is perpendicular to the cylindrical axis of the deagglomeration chamber, with its upper parts directed to the center of this chamber. After bouncing against the wall, the particles are forced back towards the periphery of the deagglomeration chamber by the action of the centrifugal force, to find a next collision. Meanwhile the particles travel in a tangential direction through the chamber. On impact, fine drug particles detach from the carrier crystals, depending on the angle and speed of the collision with the wall. In the basic concept described in European patent EP 0547429 and international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), there are only two interruptions in the cylindrical wall of the deagglomeration chamber. As a consequence, there is little disorder of the particle trajectories and the particles above the boundary diameter at a given inspiratory flow rate are retained quite fairly effectively. The upper parts of the parabolas are only a small distance from the cylindrical wall of the chamber, because the angle of collision is quite obtuse. Therefore, a certain distance is maintained between the bouncing particles and the discharge channel is maintained, even when the particles are at the top of a parabola. The extension of the discharge channel into the deagglomeration chamber contributes to the almost complete removal of large particles by reducing the cross section of the passage between the circulation chamber and the discharge channel. In this basic modification, the circulation chamber acts both as a means of deagglomeration and as an air classifier. Figure 1 shows the effectiveness of carrier removal of an air classifier concept similar to the concept described in international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) for different narrow fractions of alpha-lactose size crystalline monohydrate at a low flow rate of 30, respectively 40 l / min. Only for fractions with a median diameter less than 50 µm, the efficiency is less than 90%. The nominal limit diameters for colistin sulfate (for a sample with a size distribution between 0.7 and 87 µm) in the same classifier, as derived from laser diffraction measurement of the aerosol cloud using a special inhaler adapter, as shown in figure 2. As the flow rate increases, not only does the average limit diameter decrease, but also the extent between individual inhalations.
Las interrupciones en la pared cilíndrica de la cámara de desaglomeración, los muchos flujos de derivación que intersectan las trayectorias de las partículas así como la eliminación de la extensión del tubo de descarga que sobresale en la cámara de desaglomeración en el concepto de la patente alemana DE 19522416, influyen en las trayectorias de rebote del portador. Los ángulos de impacto son ligeramente más agudos, el modelo de flujo dentro de la cámara de desaglomeración es más turbulento y la sección transversal del paso entre la cámara de circulación y el canal de descarga aumenta. Como resultado, las partículas de portador pueden entrar en el canal de descarga y se obtiene un vaciado gradual de la cámara de circulación. Como se puede esperar, el tiempo de residencia medio del portador aumenta al aumentar el caudal para una cierta fracción de tamaño de portador, debido al aumento de las fuerzas centrífugas, que mantienen las partículas en circulación. Pero la dependencia del caudal disminuye al aumentar el tamaño medio del portador; para partículas de portador con un diámetro medio de masa por encima de 150 µm, el efecto del caudal está subordinado dentro del intervalo entre 30 y 90 l/min. El tiempo de residencia disminuye al aumentar el diámetro medio del portador, debido a que la variación en las trayectorias de rebote de las partículas llega a ser mayor con la inercia creciente de las partículas y la desviación de la forma. Las partículas de portador de lactosa más grandes tienden a presentar una forma mucho más irregular que los cristales más finos, incluso si son del mismo lote de lactosa y el efecto corrector de la fuerza de arrastre ejercida por el flujo tangencial del aire dentro de la cámara de circulación disminuye al aumentar la inercia de las partículas. Como consecuencia de la liberación gradual de partículas de portador, el tiempo de residencia medio de estas partículas en el concepto de la patente alemana DE 19522416 es generalmente menor que el tiempo de inhalación total. Y como resultado de eso, el desprendimiento de partículas finas para la misma mezcla adhesiva es menos completo que el grado de remoción obtenido con el concepto según la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), con el beneficio de la retirada de portador casi completa. The interruptions in the cylindrical wall of the deagglomeration chamber, the many bypass flows that intersect the trajectories of the particles as well as the elimination of the extension of the discharge tube protruding in the deagglomeration chamber in the concept of the German patent DE 19522416, influence the rebound trajectories of the carrier. The angles of impact are slightly sharper, the flow pattern within the deagglomeration chamber is more turbulent and the cross section of the passage between the circulation chamber and the discharge channel increases. As a result, the carrier particles can enter the discharge channel and a gradual emptying of the circulation chamber is obtained. As can be expected, the average residence time of the carrier increases as the flow rate increases for a certain fraction of the carrier size, due to the increase in centrifugal forces, which keep the particles in circulation. But the dependence on the flow decreases as the average carrier size increases; for carrier particles with an average mass diameter above 150 µm, the flow effect is subordinate within the range between 30 and 90 l / min. The residence time decreases as the average diameter of the carrier increases, because the variation in the rebound trajectories of the particles becomes greater with the increasing inertia of the particles and the deviation of the shape. Larger lactose carrier particles tend to have a much more irregular shape than thinner crystals, even if they are of the same batch of lactose and the corrective effect of the drag force exerted by the tangential flow of air into the chamber Circulation decreases with increasing inertia of the particles. As a consequence of the gradual release of carrier particles, the average residence time of these particles in the concept of German patent DE 19522416 is generally less than the total inhalation time. And as a result, the release of fine particles for the same adhesive mixture is less complete than the degree of removal obtained with the concept according to the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), with the benefit of almost complete carrier withdrawal.
Lo más característico para la invención es (a) división de la corriente de aire inspiradora en tres flujos parciales diferentes y (b) la presencia de una cámara de circulación con forma de disco, cuya combinación proporciona las posibilidades para: Most characteristic for the invention is (a) division of the inspiring air stream into three different partial flows and (b) the presence of a disk-shaped circulation chamber, whose combination provides the possibilities for:
-crear una envoltura de aire sin partículas alrededor de la nube de aerosol para reducir la deposición en la boca de gránulos esféricos, -create a wrap of air without particles around the aerosol cloud to reduce deposition in the mouth of spherical granules,
-controlar la resistencia del inhalador dentro un intervalo que sea confortable para el paciente y favorable con respecto a la deposición de fármaco en las vías respiratorias superiores, -control the resistance of the inhaler within a range that is comfortable for the patient and favorable with respect to drug deposition in the upper respiratory tract,
-crear una barrera de aire dentro de la cámara de desaglomeración que disminuya la adhesión de las partículas finas sobre las paredes internas de esta cámara en caso de desaglomeración de gránulos esféricos, -create an air barrier inside the deagglomeration chamber that decreases the adhesion of fine particles on the inner walls of this chamber in case of deagglomeration of spherical granules,
-imponer un cierto tiempo de residencia en cristales de portador grandes en la cámara de desaglomeración para mejorar la utilización de la energía disponible para el desprendimiento de partículas finas, clasificando las partículas en una fracción de tamaños que sea favorable para la deposición en las vías respiratorias inferiores (que se tienen que liberar) y una fracción que sea demasiado gruesa para entrar en el sitio de acción (que se tiene que retener) y - impose a certain residence time on large carrier crystals in the deagglomeration chamber to improve the utilization of the available energy for the detachment of fine particles, classifying the particles in a fraction of sizes that is favorable for deposition in the respiratory tract lower (which must be released) and a fraction that is too thick to enter the site of action (which must be retained) and
-deposición de partículas grandes enfrente de la boca del paciente en vez de en la garganta, por el componente tangencial del flujo en la nube de descarga del inhalador, como consecuencia de lo cual las partículas grandes son inmediatamente arrojadas lateralmente después de salir de la boquilla. Esto permite que el paciente se enjuague la boca después de la inhalación y evite los efectos secundarios sistémicos o locales de esta parte de la dosis. - deposition of large particles in front of the patient's mouth instead of in the throat, by the tangential component of the flow in the discharge cloud of the inhaler, as a consequence of which the large particles are immediately thrown laterally after leaving the mouthpiece . This allows the patient to rinse his mouth after inhalation and avoid the systemic or local side effects of this part of the dose.
Dos aspectos más de la invención son la duración deseada de la residencia del portador en los medios de desaglomeración y la posibilidad de controlar el tiempo de residencia en la cámara de desaglomeración de acuerdo con esto. Two more aspects of the invention are the desired duration of residence of the bearer in the disaggregation means and the possibility of controlling the residence time in the disaggregation chamber accordingly.
Para el control del tiempo de residencia, se ha desarrollado otro concepto con eficacia de desaglomeración mejorada para mezclas adhesivas, como se describirá a partir de ahora como otro aspecto nuevo de la invención. Un aspecto más descrito a partir de ahora, es la construcción modular de los medios de desaglomeración que permite el intercambio de diferentes conceptos dentro del mismo inhalador de polvo seco, depende del tipo de formulación que se tenga que usar y/o requerimientos especiales, tales como una resistencia específica al flujo de aire para un grupo particular de pacientes o retención completa de portador. En varios aspectos se proporciona: For the control of residence time, another concept has been developed with improved deagglomeration efficiency for adhesive mixtures, as will now be described as another new aspect of the invention. A more described aspect from now on, is the modular construction of the deagglomeration means that allows the exchange of different concepts within the same dry powder inhaler, depends on the type of formulation to be used and / or special requirements, such as a specific resistance to air flow for a particular group of patients or complete carrier retention. In several aspects it is provided:
Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco, que comprende una cámara de circulación de aire sustancialmente cilíndrica siendo una altura menor que su diámetro y al menos dos canales de suministro de aire que entran en la cámara como tangentes a su pared cilíndrica en lados generalmente opuestos de esta pared, adecuados para crear un modelo de flujo de aire circular dentro de la cámara, los dos canales de aire o tienen diferentes entradas o comparten alternativamente la misma entrada que se divide, de manera que tiene un paso para atravesar la región de medición de la dosis o de suministro de la dosis del inhalador para permitir que la cantidad de polvo de una unidosis sea arrastrada a la cámara de circulación mediante aire que fluye por este paso y el otro paso sirve como canal de derivación hacia la cámara de circulación adecuada para acelerar las partículas y crear un modelo de flujo más simétrico dentro de dicha cámara; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco que comprende un canal de descarga tubular con aproximadamente el mismo eje longitudinal que la cámara de circulación pero un diámetro mucho menor y una extensión de este canal que sobresale en dicha cámara por una longitud que es menor que la altura total de la cámara de circulación; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco que comprende un tercer paso de aire además de los dos canales de suministro de aire mencionados previamente para la cámara de circulación, A disintegration means for dry powder inhalers, comprising a substantially cylindrical air circulation chamber being a height smaller than its diameter and at least two air supply channels entering the chamber as tangents to its cylindrical side wall generally opposite of this wall, suitable for creating a model of circular air flow within the chamber, the two air channels or have different entrances or alternatively share the same inlet that is divided, so that it has a step to cross the region of Measuring the dose or dose supply of the inhaler to allow the amount of dust from a single dose to be drawn into the circulation chamber by air flowing through this step and the other step serves as a bypass channel into the circulation chamber suitable for accelerating the particles and creating a more symmetrical flow model within said chamber; a disintegration means for dry powder inhalers comprising a tubular discharge channel with approximately the same longitudinal axis as the circulation chamber but a much smaller diameter and an extension of this channel that protrudes in said chamber by a length that is less than the total height of the circulation chamber; a disintegration means for dry powder inhalers comprising a third air passage in addition to the two air supply channels previously mentioned for the circulation chamber,
o con un canal de entrada separado o como una ramificación del canal de derivación del ciclón, por el que el flujo de aire, que es parte del flujo inspiratorio total, es controlable por medio de una constricción del flujo de aire y cuyos extremos del paso en una abertura anular entre el canal de descarga de la cámara de circulación y un cilindro de la boquilla co-axial con diámetro interno mayor que el canal de descarga, para controlar la resistencia al flujo de aire total del dispositivo inhalador y para crear una envoltura de aire limpio alrededor de la nube de aerosol que reduzca la deposición en la boca de partículas de fármaco liberadas de gránulos esféricos que es una consecuencia de los flujos de retorno que tienen lugar en la boca durante la inhalación por un inhalador con cilindro de la boquilla tubular teniendo típicamente un diámetro menor que la altura o la anchura de la cavidad de la boca; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco que comprende más de uno, preferiblemente siete, canales de suministro de aire para el flujo de derivación, estando todos sustancialmente simétricamente distribuidos por la circunferencia de la pared cilíndrica de la cámara de circulación, además del canal que atraviesa un compartimento de la dosis del inhalador, cuando se usa, proporcionando una denominada barrera de aire entre las partículas circulantes y la pared interior de la cámara creada por flujos de aire por los canales de derivación que están estrechamente adyacentes entre sí, así como una superficie reducida de dicha pared, proporcionando además una adhesión de partículas finas muy reducida en dicha pared, especialmente para la asociación con gránulos esféricos blandos; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco, en el que se proporcionan ángulos obtusos de aproximadamente 135 grados entre las secciones restantes de la pared cilíndrica por los canales de suministro de aire que entran a la cámara de circulación, que cuando se usa proporciona un incremento del ángulo de impacto y hace que las partículas reboten contra estas secciones de la pared de la cámara hacia el centro de esta cámara por una distancia mayor que permite que se aproximen las partículas de portador o atraviesen el área central de la cámara de circulación desde la que pueden entrar en el canal de descarga, lo que da como resultado una liberación gradual de partículas de portador desde la cámara de circulación por dicho canal de descarga; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco en los que un extremo superior de la cámara de circulación en su lado del canal de descarga forma una placa superior de dicha cámara, que tiene un diámetro mayor que el diámetro externo de la propia cámara, creando de ese modo un reborde circular que sobresale de la pared externa del ciclón y bloquea un paso por aire por un canal anular entre la cámara de circulación cilíndrica y el cilindro de la boquilla tubular co-axial con diámetro mayor poniéndose en contacto con la pared interior de dicho cilindro de la boquilla, excepto algunas pequeñas interrupciones en dicho reborde que controlan la resistencia al flujo de aire de este paso, adaptado a una resistencia total predeterminada de la cámara de circulación para controlar el flujo parcial de la envoltura por la abertura anular entre el cilindro de la boquilla co-axial y el canal de descarga de la cámara de circulación aguas abajo además de este reborde; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco en el que el número de canales de derivación está entre uno y ocho, preferiblemente tres, estando sustancialmente distribuido simétricamente por la circunferencia de la pared de la cámara de circulación, además de atravesar el canal el medio de dosificación del inhalador y la forma de la cámara de circulación tiene esquinas, preferiblemente ocho esquinas, con secciones de la pared de la cámara de diferentes longitudes, en las que los lados más largos y los lados más cortos adyacentes alternan, sirviendo los lados más largos como lados de aceleración a lo largo de los cuales la velocidad de ganancia de partículas de movimiento para aumentar la velocidad del impacto y teniendo los lados más cortos ángulos preferiblemente obtusos de aproximadamente 135 grados con los lados más largos, siendo adecuados como sitios de impacto; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco en el que un canal de descarga tubular tiene diferentes diámetros internos por su longitud para controlar el área dentro de la cámara de circulación desde la cual las partículas de portador pueden entrar en este canal y para controlar la velocidad de descarga de una dosis de portador con distribución de tamaños definida desde la cámara de circulación y más en particular, para controlar el tiempo de residencia del portador medio dentro de la cámara de circulación que determina el grado de desprendimiento de partículas finas a partir del portador y así la dosis de partículas finas emitidas a un cierto caudal inspiratorio; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco que comprende estrías o tiras longitudinales en la pared tubular interna del canal de descarga o una estructura formada dentro de dicho canal asimismo de pared a pared que, en la sección transversal, tiene preferiblemente la forma de una cruz que divide el canal de descarga en aproximadamente cuatro secciones longitudinales, dichas estrías o estructura proporcionan un efecto corrector del flujo por eliminación del componente de flujo tangencial para partículas que viajan por el canal de descarga tubular, haciendo de ese modo que estas partículas se descarguen sustancialmente en dirección longitudinal en vez de ser arrojadas lateralmente por acción centrífuga; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco que comprende dos canales anulares concéntricos entre el cilindro de la boquilla y el canal de descarga, sirviendo un canal como paso de aire por el flujo de derivación hacia el medio de disgregación y el flujo de la envoltura; sirviendo el otro canal como sitio para almacenamiento interno para partículas de portador retenidas y siendo desplazable dicho cilindro de la boquilla en dirección longitudinal con respecto al canal de descarga de manera que se abra la cámara de almacenamiento de portador durante la inhalación o para cerrar esta cámara después de que la inhalación se haya completado para usar en asociación con conceptos de los medios de disgregación que no se han diseñado para la propia retención de portador; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco en el que las entradas de los canales de suministro en la cámara de circulación tienen cada una sustancialmente secciones trasversales rectangulares; un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco con dimensiones esenciales adaptadas a un sistema inhalador de manera que diversas realizaciones de los medios de disgregación son fácilmente intercambiables dentro del mismo sistema inhalador de polvo seco, para comprender así un sistema modular que se puede adaptar a los requerimientos específicos de la formulación de polvo usada en el inhalador y un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco que comprende medios de codificación mecánica que interactúan con los correspondientes medios de codificación mecánica en el sentido de una función receptora de antagonistas entre el sistema de dosificación y la cámara de disgregación, para permitir la unión de los medios de disgregación sólo a sistemas de dosificación predeterminados o inhaladores para asegurar las correctas asociaciones entre el medio de disgregación y una formulación de polvo médica predeterminada. or with a separate inlet channel or as a branch of the cyclone bypass channel, whereby the air flow, which is part of the total inspiratory flow, is controllable by means of a constriction of the air flow and whose passage ends in an annular opening between the discharge channel of the circulation chamber and a co-axial nozzle cylinder with internal diameter greater than the discharge channel, to control the total airflow resistance of the inhaler device and to create a wrap of clean air around the aerosol cloud that reduces deposition in the mouth of drug particles released from spherical granules that is a consequence of the return flows that take place in the mouth during inhalation by an inhaler with a nozzle cylinder tubular typically having a diameter smaller than the height or width of the mouth cavity; a disintegration means for dry powder inhalers comprising more than one, preferably seven, air supply channels for the bypass flow, all of which are substantially symmetrically distributed along the circumference of the cylindrical wall of the circulation chamber, in addition to the channel which crosses a compartment of the dose of the inhaler, when used, providing a so-called air barrier between the circulating particles and the inner wall of the chamber created by air flows through the bypass channels that are closely adjacent to each other, as well as a reduced surface of said wall, further providing very small fine particle adhesion on said wall, especially for association with soft spherical granules; a disintegration means for dry powder inhalers, in which obtuse angles of approximately 135 degrees are provided between the remaining sections of the cylindrical wall by the air supply channels entering the circulation chamber, which when used provides a increase of the angle of impact and causes the particles to bounce against these sections of the chamber wall towards the center of this chamber by a greater distance that allows the carrier particles to approach or cross the central area of the circulation chamber from which can enter the discharge channel, which results in a gradual release of carrier particles from the circulation chamber through said discharge channel; a disintegration means for dry powder inhalers in which an upper end of the circulation chamber on its side of the discharge channel forms an upper plate of said chamber, which has a diameter greater than the external diameter of the chamber itself, creating in this way a circular flange that protrudes from the outer wall of the cyclone and blocks an air passage through an annular channel between the cylindrical circulation chamber and the co-axial tubular nozzle cylinder with larger diameter by contacting the inner wall of said nozzle cylinder, except for some minor interruptions in said flange that control the resistance to air flow of this passage, adapted to a predetermined total resistance of the circulation chamber to control the partial flow of the envelope through the annular opening between the cylinder of the co-axial nozzle and the discharge channel of the downstream circulation chamber in addition to this flange; a disintegration means for dry powder inhalers in which the number of bypass channels is between one and eight, preferably three, being substantially symmetrically distributed along the circumference of the wall of the circulation chamber, in addition to passing through the channel the medium Dosage of the inhaler and the shape of the circulation chamber has corners, preferably eight corners, with sections of the chamber wall of different lengths, in which the longer sides and the shorter adjacent sides alternate, serving the sides more long as acceleration sides along which the velocity of gain of motion particles to increase the velocity of the impact and having the shorter sides preferably obtuse angles of approximately 135 degrees with the longer sides, being suitable as impact sites ; a disintegration means for dry powder inhalers in which a tubular discharge channel has different internal diameters by its length to control the area within the circulation chamber from which the carrier particles can enter this channel and to control the discharge rate of a carrier dose with defined size distribution from the circulation chamber and more in particular, to control the residence time of the average carrier within the circulation chamber that determines the degree of fine particle detachment from the carrier and thus the dose of fine particles emitted at a certain inspiratory flow rate; a disintegration means for dry powder inhalers comprising striations or longitudinal strips in the internal tubular wall of the discharge channel or a structure formed within said channel also from wall to wall which, in the cross section, preferably has the form of a cross that divides the discharge channel into approximately four longitudinal sections, said striations or structure provide a corrective effect of the flow by eliminating the tangential flow component for particles traveling through the tubular discharge channel, thereby causing these particles to discharge substantially in the longitudinal direction instead of being thrown laterally by centrifugal action; a disintegration means for dry powder inhalers comprising two concentric annular channels between the nozzle cylinder and the discharge channel, a channel serving as an air passage through the bypass flow to the disintegration medium and the envelope flow ; the other channel serving as an internal storage site for retained carrier particles and said nozzle cylinder being movable longitudinally with respect to the discharge channel so that the carrier storage chamber is opened during inhalation or to close this chamber after inhalation is completed for use in association with concepts of disintegration media that are not designed for carrier retention itself; a disintegration means for dry powder inhalers in which the inlets of the supply channels in the circulation chamber each have substantially rectangular cross sections; a disintegration medium for dry powder inhalers with essential dimensions adapted to an inhaler system so that various embodiments of the disintegration means are easily interchangeable within the same dry powder inhaler system, to thus comprise a modular system that can be adapted to the specific requirements of the powder formulation used in the inhaler and a disintegration medium for dry powder inhalers comprising mechanical coding means that interact with the corresponding mechanical coding means in the sense of an antagonist receptor function between the system of dosing and the disintegration chamber, to allow the attachment of the disintegration media only to predetermined dosing systems or inhalers to ensure the correct associations between the disintegration medium and a predetermined medical powder formulation.
En un aspecto más la invención se refiere a un inhalador que comprende un medio de disgregación como se describe en la presente memoria. In a further aspect the invention relates to an inhaler comprising a disintegration medium as described herein.
En un aspecto más se proporciona un método de disgregación múltiple y multipropósito para inhaladores de polvo seco, para romper formulaciones de fármaco sin aglutinante, en polvo, durante la inhalación por el paciente por el inhalador después de la previa activación de una unidosis, en un intervalo de peso entre aproximadamente 2 y 25 mg, para liberar así una cantidad sustancial de partículas finas de fármaco para deposición intensa en el pulmón a partir de estas formulaciones, que contienen el fármaco en forma micronizada, preferiblemente en el intervalo de tamaño entre 1 y 5 µm y fundamentalmente, pero no necesariamente, una carga o excipiente de portador, con o aproximadamente la misma distribución de tamaños que el fármaco en los denominados gránulos esféricos blandos, también referidos como aglomerados esféricos blandos o comprendiendo cristales mucho más grandes que soportan las partículas de fármaco como entidades primarias o como grupos pequeños en distribución homogénea en su superficie, unidos por fuerzas de interacción suaves tales como fuerzas de van der Waals, en mezclas denominadas adhesivas, interactivas u ordenadas, en que cada partícula de portador con partículas de fármaco adheridas se puede considerar como un aglomerado también. In a further aspect a method of multiple and multi-purpose disintegration is provided for dry powder inhalers, to break drug formulations without binder, in powder, during inhalation by the patient by the inhaler after the previous activation of a single dose, in a weight range between about 2 and 25 mg, to thereby release a substantial amount of fine particles of drug for intense deposition in the lung from these formulations, which contain the drug in micronized form, preferably in the size range between 1 and 5 µm and fundamentally, but not necessarily, a carrier charge or excipient, with or about the same size distribution as the drug in so-called soft spherical granules, also referred to as soft spherical agglomerates or comprising much larger crystals that support the particles of drug as primary entities or as small groups in homogeneous distribution on its surface, joined by soft interaction forces such as van der Waals forces, in so-called adhesive, interactive or ordered mixtures, in which each carrier particle with adhered drug particles can be considered as an agglomerate as well.
En otro aspecto el método comprende que los aglomerados colisionen repetidamente con la pared cilíndrica de la cámara de circulación y/o entre sí mientras circulan dentro de la cámara, de manera que las partículas de fármaco se desprendan de estos aglomerados por impacto y fuerzas de cizallamiento. In another aspect the method comprises that the agglomerates repeatedly collide with the cylindrical wall of the circulation chamber and / or each other while circulating inside the chamber, so that the drug particles are released from these agglomerates by impact and shear forces .
En otro aspecto más el método comprende que la separación de partículas en su diferencia en inercia tenga lugar por la acción de fuerzas de arrastre y centrífugas, estando retenidas las partículas más grandes sometidas a fuerza centrífuga predominante en la cámara y liberándose las partículas más pequeñas sometidas a fuerza de arrastre predominante con el aire inspiratorio, como resultado de lo cual la cámara de circulación actúa no solamente como cámara de ruptura para los aglomerados de fármaco sino también como clasificador de aire, para proporcionar la reducción sustancial de la deposición de fármaco en la boca y garganta, no desprendiéndose fármaco de los cristales de portador o disgregándose de manera insuficiente así como la ventaja de la administración reducida del polvo al paciente que minimiza la sensación bucal irritante y la compresión en el pecho. In another aspect, the method comprises that the separation of particles in their difference in inertia takes place by the action of drag and centrifugal forces, with the largest particles being subjected to predominant centrifugal force in the chamber and the smallest particles subjected to being released. due to the predominant drag force with the inspiratory air, as a result of which the circulation chamber acts not only as a rupture chamber for drug agglomerates but also as an air classifier, to provide the substantial reduction of drug deposition in the mouth and throat, not removing drug from the carrier crystals or disintegrating insufficiently as well as the advantage of reduced administration of the powder to the patient that minimizes the irritating oral sensation and compression in the chest.
En otro aspecto, el método comprende que la nube de descarga del inhalador presente un componente de flujo tangencial fuerte, que hace que partículas más grandes, tales como partículas de portador que son incapaces de alcanzar el área objetivo en los pulmones, sean arrojadas lateralmente por acción centrifuga inmediatamente después de la descarga desde la boquilla del inhalador, haciendo de ese modo que estas partículas se depositen en la parte de delante de la boca en un paciente en vez de en la garganta, reduciendo de ese modo los efectos secundarios locales adversos en la garganta, como ronquera o Candidiasis asociados al uso de corticosteroides, a partir de la deposición de fármaco de partículas que no se han desprendido de las partículas de portador y proporcionando la eliminación facilitada de estas partículas de portador por enjuague bucal. In another aspect, the method comprises that the inhaler discharge cloud has a strong tangential flow component, which causes larger particles, such as carrier particles that are unable to reach the target area in the lungs, to be thrown laterally by centrifugal action immediately after discharge from the mouthpiece of the inhaler, thereby causing these particles to deposit in the front of the mouth in a patient instead of in the throat, thereby reducing the adverse local side effects in the throat, such as hoarseness or Candidiasis associated with the use of corticosteroids, from the drug deposition of particles that have not detached from the carrier particles and providing facilitated removal of these carrier particles by mouthwash.
La duración deseada de la circulación de portador en una cámara de desaglomeración depende de la velocidad con que se pueden desprender las partículas de fármaco de los cristales de portador en esta cámara. El clasificador básico de aire descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) proporciona la posibilidad de estudiar esta velocidad de desprendimiento. En los cristales de portador que están retenidos por este clasificador se puede analizar el fármaco residual (RP: resto de portador) después de inhalación como función del tiempo de inhalación (circulación). Se muestran restos de portador (como porcentaje de carga de fármaco inicial) para mezclas de budesonida al 0,4% con tres fracciones diferentes de portador en este concepto de clasificador de aire en la Figura 3A para el caudal inspiratorio de 60 l/min (igual a 9,3 kPa). Las fracciones de portador usadas fueron 45-63 µm, resp. 150-200 µm de Farmatosa 150 M (DMV International, Países Bajos) y 150-200 µm de Capsulac 60 (Meggle GmbH, Alemania). Debido a que tuvo lugar un paso de portador minoritario (Figura 1), todos los valores del resto de portador se han extrapolado a retirada de portador del 100%. Se usaron dos tiempos de mezclamiento diferentes: 10 y 120 minutos en un mezclador Turbula a 9,4 rad/s (90 r.p.m.) (W. A. Bachofen, Suiza). Las curvas de liberación (100 menos RP) para las mezclas después de 10 minutos de tiempo de mezclamiento se presentan en la Figura 3B. The desired duration of carrier circulation in a deagglomeration chamber depends on the speed with which the drug particles can be released from the carrier crystals in this chamber. The basic air classifier described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) provides the possibility of studying this release rate. In the carrier crystals that are retained by this classifier, the residual drug (RP: carrier residue) can be analyzed after inhalation as a function of inhalation time (circulation). Carrier residues (as percentage of initial drug loading) are shown for mixtures of budesonide 0.4% with three different carrier fractions in this air classifier concept in Figure 3A for the inspiratory flow rate of 60 l / min ( equal to 9.3 kPa). The carrier fractions used were 45-63 µm, resp. 150-200 µm of Farmatosa 150 M (DMV International, The Netherlands) and 150-200 µm of Capsulac 60 (Meggle GmbH, Germany). Because a minor carrier step took place (Figure 1), all values of the remaining carrier have been extrapolated to 100% carrier withdrawal. Two different mixing times were used: 10 and 120 minutes in a Turbula mixer at 9.4 rad / s (90 rpm) (W. A. Bachofen, Switzerland). The release curves (100 minus RP) for mixtures after 10 minutes of mixing time are presented in Figure 3B.
La Figura 3A muestra que el resto de portador después de 10 minutos de tiempo de mezclamiento (símbolos abiertos) disminuye lo más fuertemente en este tipo de clasificador dentro de la primera mitad de segundo de inhalación, hacia aproximadamente el 50% de la carga inicial de portador. En los siguientes 1,5 s, se desprende otro 20 a 25% del fármaco y el resto de portador se reduce además a aproximadamente 30% (después de 2 s de tiempo de inhalación total). E incluso después de 6 segundos de inhalación, aún no se ha conseguido el punto final, que parece estar alrededor del 10% de la carga inicial de fármaco. Los resultados demuestran que las diferencias entre las diferentes fracciones de portador no son espectaculares para este tipo de clasificador (a 60 l/min). Figure 3A shows that the rest of the carrier after 10 minutes of mixing time (open symbols) decreases most strongly in this type of classifier within the first half of a second of inhalation, towards approximately 50% of the initial charge of carrier. In the next 1.5 s, another 20 to 25% of the drug is released and the rest of the carrier is further reduced to approximately 30% (after 2 s of total inhalation time). And even after 6 seconds of inhalation, the endpoint has not yet been reached, which seems to be around 10% of the initial drug load. The results show that the differences between the different carrier fractions are not spectacular for this type of classifier (at 60 l / min).
La Figura 3A también muestra que un incremento en el tiempo de mezclamiento disminuye la velocidad de desprendimiento de partículas de fármaco. Por ejemplo, el residuo medio de portador (para las tres fracciones de portador), después de un segundo de circulación en el clasificador, aumenta de 42% a 70% como consecuencia de un incremento en el tiempo de mezclamiento de 10 a 120 minutos. Y en términos del mismo grado de desprendimiento: el efecto de 0,5 s de tiempo de circulación después de 10 minutos de mezclamiento iguala el de un tiempo de circulación de casi 3 segundos después de 120 minutos de tiempo de mezclamiento. Estos resultados están de acuerdo con el concepto de mezclamiento total introducido por Staniforth (1.987), que significa que hay una ruptura de aglomerados de fármaco acumulable durante el mezclamiento que da como resultado un cambio gradual de la cohesión predominante entre partículas de fármaco hacia la adhesión predominante entre partículas primarias de fármaco y portador al aumentar el tiempo de mezclamiento. Esto, junto con otra teoría, que indica que las fuerzas de remoción durante la inhalación se pueden mantener mejor de aglomerados de fármaco más grandes que de entidades de fármaco primarias (Aulton y Clarke, 1.996), explica la disminución de la velocidad de desprendimiento de partículas de fármaco finas causada por un tiempo de mezclamiento incrementado para el polvo. Figure 3A also shows that an increase in mixing time decreases the rate of release of drug particles. For example, the average carrier residue (for the three carrier fractions), after a second circulation in the classifier, increases from 42% to 70% as a result of an increase in mixing time from 10 to 120 minutes. And in terms of the same degree of detachment: the effect of 0.5 s of circulation time after 10 minutes of mixing equals that of a circulation time of almost 3 seconds after 120 minutes of mixing time. These results are in accordance with the concept of total mixing introduced by Staniforth (1987), which means that there is a breakdown of cumulative drug agglomerates during mixing that results in a gradual change of the predominant cohesion between drug particles towards adhesion predominant between primary drug and carrier particles by increasing mixing time. This, together with another theory, which indicates that the removal forces during inhalation can be maintained better from larger drug agglomerates than from primary drug entities (Aulton and Clarke, 1996), explains the decrease in the rate of detachment of Fine drug particles caused by an increased mixing time for the powder.
El clasificador de aire básico descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) es un principio de desaglomeración altamente eficaz comparado con la mayoría de los inhaladores de polvo seco comercializados y así son los conceptos descritos en la patente alemana DE 19522416 y la patente europea EP 0547429. Esto se muestra en la Figura 4, que presenta las fracciones de partículas finas a partir de estos conceptos y algunos dispositivos comercializados: a una caída de presión de 4 kPa por estos dispositivos, recogida en un impactador de cascada para mezclas adhesivas con diferentes fármacos y diferentes tipos de material portador. CII representa un clasificador básico del tipo descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) (el mismo que el usado para las Figuras 3A y B), mientras que el Novolizer es la versión comercializada del concepto presentado en la patente alemana DE 19522416. Las fracciones de partículas finas obtenidas con CII son de mezclas con budesonida al 0,4% y los tipos de portador de Farmatosa comercializados mencionados en la Figura. Los resultados obtenidos con el Novolizer son para mezclas con budesonida al 1% o sulfato de salbutamol al 1% y materiales portadores mencionados en la leyenda de esta figura. Para los ips comercializados, también se ensayaron dos formulaciones diferentes (véase la leyenda). Todos los tiempos de inhalación fueron 3 segundos. Las fracciones medias de partículas finas obtenidas de CII y el Novolizer son en promedio aproximadamente dos veces tan altas como las obtenidas con los ips comercializados a la misma caída de presión por los inhaladores. The basic air classifier described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) is a highly effective deagglomeration principle compared to most commercialized dry powder inhalers and so are the concepts described in the German patent DE 19522416 and European patent EP 0547429. This is shown in Figure 4, which presents the fine particle fractions from these concepts and some commercialized devices: at a pressure drop of 4 kPa by these devices, collected in a cascade impactor for adhesive mixtures with different drugs and different types of carrier material. IIC represents a basic classifier of the type described in international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) (the same as that used for Figures 3A and B), while the Novolizer is the commercialized version of the concept filed in German patent DE 19522416. The fine particle fractions obtained with CII are from mixtures with 0.4% budesonide and the types of marketed Pharmatosa carrier mentioned in the Figure. The results obtained with the Novolizer are for mixtures with 1% budesonide or 1% salbutamol sulfate and carrier materials mentioned in the legend of this figure. For marketed ips, two different formulations were also tested (see legend). All inhalation times were 3 seconds. The average fine particle fractions obtained from IIC and Novolizer are on average approximately twice as high as those obtained with ips marketed at the same pressure drop by inhalers.
Posibles explicaciones para las diferencias entre las fracciones de partículas finas de los inhaladores comercializados y los clasificadores de aire en el inhalador de ensayo Cll y el Novolizer son (a) diferentes eficacias en la utilización de la energía disponible de la inspiración por el dispositivo y (b) diferentes propiedades para las formulaciones usadas, que contienen productos de lactosa clásicos para CII y el Novolizer. La cantidad de energía (Nm) que está disponible para la disgregación del polvo se puede calcular multiplicando la caída media de presión por el inhalador (N.m-2) por el caudal de aire volumétrico medio por el dispositivo (m3.s-1) y la duración de la maniobra o de las maniobras de inhalación. Las diferentes eficacias en la ruptura del polvo pueden ser el resultado de (a) diferentes velocidades de disipación de la energía (Nm.s-1) y/o (b) diferentes duraciones del consumo o de los consumos de energía para el proceso de desaglomeración; siendo lo último el resultado de diferentes tiempos de residencia para el polvo dentro del dispositivo inhalador. Es bastante obvio que para inhaladores con una velocidad de disipación de energía menor que el clasificador usado para las Figuras 3A y B, la velocidad de desprendimiento de fármaco también será menor. Esto significa que será necesario un tiempo de residencia mayor para obtener el mismo grado de desprendimiento de partículas finas de los cristales de portador. Si por otra parte, se puede aumentar la velocidad de disipación de energía, se puede reducir el tiempo de residencia, que reduce el peligro de la inhalación incompleta de la dosis para pacientes incapaces de mantener la maniobra de inhalación necesaria para una cierta duración. Possible explanations for the differences between fine particle fractions of commercialized inhalers and air classifiers in the Cll test inhaler and the Novolizer are (a) different efficiencies in the use of the available energy of inspiration by the device and ( b) different properties for the formulations used, which contain classic lactose products for CII and the Novolizer. The amount of energy (Nm) that is available for the disintegration of the dust can be calculated by multiplying the average pressure drop by the inhaler (Nm-2) by the average volumetric air flow rate by the device (m3.s-1) and the duration of the maneuver or inhalation maneuvers. The different efficiencies in the breaking of the dust can be the result of (a) different speeds of dissipation of energy (Nm.s-1) and / or (b) different durations of the consumption or of the energy consumptions for the process of deagglomeration; the latter being the result of different residence times for the dust inside the inhaler device. It is quite obvious that for inhalers with a lower energy dissipation rate than the classifier used for Figures 3A and B, the drug release rate will also be lower. This means that a longer residence time will be necessary to obtain the same degree of fine particle shedding of the carrier crystals. If, on the other hand, the rate of energy dissipation can be increased, the residence time can be reduced, which reduces the danger of incomplete inhalation of the dose for patients unable to maintain the necessary inhalation maneuver for a certain duration.
Recientes directivas reguladoras prescriben que se puede inhalar la dosis completa dentro de 2 litros. Esta demanda limita el tiempo de residencia para la dosis en la cámara de desaglomeración a 2 segundos a un caudal medio de 60 I/min. Considerando además la necesidad de un cierto volumen de aire para transportar las partículas finas de fármaco desprendidas al sitio de acción en las vías respiratorias, el desprendimiento de partículas de fármaco se debería 'completar' preferiblemente en los primeros 1 a 1,5 s desde el comienzo de la maniobra de inhalación a este caudal. Estas limitaciones para un clasificador de aire como se describe en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) incluyen que sólo aproximadamente el 60 a 65% de la dosis se puede desprender de materiales portadores como se usa en los experimentos para las Figuras 3A y B (que es aproximadamente el 70% de la liberación máxima alcanzable a partir de estos portadores). Esto explica por qué un aumento adicional de la velocidad de disipación de la energía para ruptura de polvo (Nm.s-1) ha sido un aspecto importante para esta invención. Recent regulatory directives prescribe that the full dose can be inhaled within 2 liters. This demand limits the residence time for the dose in the deagglomeration chamber to 2 seconds at an average flow rate of 60 I / min. Considering further the need for a certain volume of air to transport the thin particles of drug released to the site of action in the airways, the release of drug particles should preferably be 'completed' in the first 1 to 1.5 s from the Beginning of the inhalation maneuver at this flow rate. These limitations for an air classifier as described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) include that only about 60 to 65% of the dose can be released from carrier materials as used in the experiments for Figures 3A and B (which is approximately 70% of the maximum release attainable from these carriers). This explains why an additional increase in the energy dissipation rate for dust breakage (Nm.s-1) has been an important aspect for this invention.
El control del tiempo de residencia dentro de la cámara de circulación se puede obtener (a) seleccionando la distribución de tamaños de portador apropiada para la mezcla de polvo adhesiva, (b) limitar la velocidad de los caudales alcanzables por el dispositivo inhalador y (c) variar el diámetro del canal de descarga de la cámara de circulación. Un ejemplo del efecto del diámetro medio de portador y del caudal inspiratorio en el tiempo de residencia en una cámara de circulación particular del tipo descrito a partir de ahora, se da en la Figura 5. Los datos se han obtenido por medición de la reducción de la caída de presión por el medio, que es una consecuencia de la presencia de partículas en la cámara. Sin partículas, la turbulencia del aire que circula dentro de la cámara es mucho mayor que la de una cámara de circulación cargada de partículas al mismo caudal. Las partículas suavizan el modelo de flujo dentro de la cámara por su inercia mucho mayor comparado con la del aire. Por consiguiente, la caída de presión por la cámara es menor en la presencia de partículas. La diferencia se puede medir como función del tiempo de inhalación. Cuando la reducción se reduce a cero, todas las partículas han pasado la cámara, como se ha comprobado por inspección de la cámara de circulación después de completar la inhalación, así como por medición de la concentración óptica de la nube de descarga del inhalador con técnica de difracción láser durante la inhalación. The residence time control within the circulation chamber can be obtained (a) by selecting the appropriate carrier size distribution for the adhesive powder mixture, (b) limiting the flow rate attainable by the inhaler device and (c ) vary the diameter of the discharge channel of the circulation chamber. An example of the effect of the average carrier diameter and the inspiratory flow rate in the residence time in a particular circulation chamber of the type described hereinafter, is given in Figure 5. The data has been obtained by measuring the reduction of the pressure drop through the medium, which is a consequence of the presence of particles in the chamber. Without particles, the turbulence of the air circulating inside the chamber is much greater than that of a circulation chamber loaded with particles at the same flow rate. The particles soften the flow model inside the chamber due to its much greater inertia compared to that of air. Consequently, the pressure drop across the chamber is smaller in the presence of particles. The difference can be measured as a function of inhalation time. When the reduction is reduced to zero, all particles have passed the chamber, as verified by inspection of the circulation chamber after completing the inhalation, as well as by measuring the optical concentration of the discharge cloud of the inhaler with technique of laser diffraction during inhalation.
Para partículas mayores que 125 µm, el efecto de caudal es casi insignificante en el concepto usado para la preparación de la Figura 5. Por otra parte, el tiempo de residencia para tales partículas en este concepto está de acuerdo con el intervalo deseado hasta 1,5 s, como se discutió previamente. Esto es el resultado del diseño y las dimensiones predeterminadas del principio de desaglomeración. El efecto de caudal aumenta al disminuir el tamaño medio del portador y da como resultado un valor máximo de más de 3 segundos para este concepto particular a 90 l/min. Para caudales mucho menores, el tiempo de residencia es casi independiente de la distribución de tamaños del portador. For particles larger than 125 µm, the flow effect is almost negligible in the concept used for the preparation of Figure 5. On the other hand, the residence time for such particles in this concept is in accordance with the desired range up to 1, 5 s, as previously discussed. This is the result of the design and the default dimensions of the deagglomeration principle. The flow effect increases as the average carrier size decreases and results in a maximum value of more than 3 seconds for this particular concept at 90 l / min. For much smaller flows, the residence time is almost independent of the distribution of carrier sizes.
Se puede obtener un mejor control del tiempo de residencia variando el diámetro del canal de descarga de la cámara de circulación. Esto se muestra en la Figura 6 para el mismo concepto que se usa para los experimentos en la Figura 5, con dos diámetros diferentes: 7 y 8 mm. Los símbolos abiertos en esta figura representan productos de lactosa comercializados con una distribución de tamaño relativamente amplia, mientras que los símbolos cerrados son para fracciones estrechas procedentes de Farmatosa 110M. La reducción media en el tiempo de residencia para productos con un diámetro medio de 150 µm (o más) a partir del aumento en el diámetro del canal de descarga de 7 a 8 mm es casi por el 50% para este tipo de cámara de circulación (a 60 l/min). Estos sólo son ejemplos que elucidan (a) las muchas posibilidades para el control del tiempo de residencia en este tipo de cámara de desaglomeración y (b) el intervalo de tiempos dentro del cual se puede variar la circulación de las partículas dentro de esta cámara. Better control of residence time can be obtained by varying the diameter of the discharge channel of the circulation chamber. This is shown in Figure 6 for the same concept used for the experiments in Figure 5, with two different diameters: 7 and 8 mm. The open symbols in this figure represent lactose products marketed with a relatively wide size distribution, while the closed symbols are for narrow fractions from Farmatosa 110M. The average reduction in residence time for products with an average diameter of 150 µm (or more) from the increase in the discharge channel diameter from 7 to 8 mm is almost 50% for this type of circulation chamber (at 60 l / min). These are only examples that elucidate (a) the many possibilities for controlling residence time in this type of deagglomeration chamber and (b) the time interval within which the circulation of particles within this chamber can be varied.
Además de todos los efectos mencionados previamente, puede haber un efecto de carga de fármacos en el tiempo de residencia del portador dentro de la cámara de circulación, como se muestra (como ejemplo) para tres diferentes materiales portadores y dos diferentes cargas de fármaco en la Figura 7, para el mismo concepto que se usa para las Figuras 5 y 6, con canales de descarga de 7 y 8 mm (el peso de la dosis es aprox. 14 mg). El efecto de la carga de fármaco sobre el tiempo de residencia para la fracción de portador es bastante pequeño para portadores con un diámetro relativamente grande, pero para partículas mucho más pequeñas, el efecto puede ser bastante sustancial. La razón para el alargamiento del tiempo de residencia es un aumento en la inercia del aire circulante dentro de la cámara de desaglomeración por la dispersión de partículas finas desprendidas en el aire. Como resultado de esta mayor inercia para el aerosol comparado con aire sin partículas, las rutas de las partículas de portador dentro de la cámara se puede redirigir mejor al movimiento circular original después de que haya habido una dispersión en otras direcciones a partir de colisiones de partículas de portador con las paredes del inhalador y/o entre sí. La eficacia de corrección es la más alta para los cristales de portador más pequeños, teniendo ellos mismos la inercia más baja. El efecto disminuye al aumentar el diámetro para el canal de descarga: ya para un concepto con canal de 8 mm, el efecto ha disminuido, incluso para la fracción de 63100 µm. In addition to all the aforementioned effects, there may be a drug loading effect on the residence time of the carrier within the circulation chamber, as shown (as an example) for three different carrier materials and two different drug charges in the Figure 7, for the same concept used for Figures 5 and 6, with 7 and 8 mm discharge channels (the dose weight is approx. 14 mg). The effect of drug loading on the residence time for the carrier fraction is quite small for carriers with a relatively large diameter, but for much smaller particles, the effect can be quite substantial. The reason for the lengthening of residence time is an increase in the inertia of the circulating air within the deagglomeration chamber due to the dispersion of fine particles released into the air. As a result of this greater inertia for the aerosol compared to air without particles, the pathways of the carrier particles within the chamber can be better redirected to the original circular motion after there has been a dispersion in other directions from particle collisions. of carrier with the walls of the inhaler and / or each other. The correction efficiency is the highest for the smallest carrier crystals, having the lowest inertia themselves. The effect decreases with increasing diameter for the discharge channel: already for a concept with an 8 mm channel, the effect has decreased, even for the fraction of 63100 µm.
Todas las variables mencionadas previamente que influyen en el tiempo de residencia de la formulación dentro de la cámara de circulación se pueden controlar, excepto la maniobra de la inhalación por el paciente. Sin embargo, seleccionando la distribución de tamaño apropiada para el material portador, se puede minimizar el efecto de caudal inspiratorio (Figura 5). El uso de materiales portadores relativamente grandes no es problemático desde el punto de vista del desprendimiento de partículas de fármaco finas para el tipo de principio de desaglomeración descrito a partir de ahora. Esto, a diferencia de otros muchos principios, como se discutió previamente. Esto puede llegar a estar claro a partir de las Figuras 3 y 4. Las fracciones 150-200 µm en la Figura 3 presentan la misma velocidad de desprendimiento de partículas finas hacia también el mismo valor final que la fracción mucho más fina de 45-63 µm (a 60 l/min). Los diámetros medios (a partir del análisis de difracción láser seco) para Farmatosa 110 M y Capsulac 60 en las mezclas presentadas en la Figura 4 son aproximadamente 130 µm (X100 = 365 µm), respectivamente 190 µm (X100= 360 a 460 µm), dependiendo del lote. Un diámetro mayor es incluso preferible desde el punto de vista de la reproducibilidad de la dosis. All previously mentioned variables that influence the residence time of the formulation within the circulation chamber can be controlled, except for the inhalation maneuver by the patient. However, by selecting the appropriate size distribution for the carrier material, the inspiratory flow effect can be minimized (Figure 5). The use of relatively large carrier materials is not problematic from the point of view of the release of fine drug particles for the type of disaggregation principle described hereinafter. This, unlike many other principles, as previously discussed. This may become clear from Figures 3 and 4. Fractions 150-200 µm in Figure 3 have the same velocity of fine particle shedding towards the same final value as the much finer fraction of 45-63 µm (at 60 l / min). The mean diameters (from the dry laser diffraction analysis) for Farmatosa 110 M and Capsulac 60 in the mixtures presented in Figure 4 are approximately 130 µm (X100 = 365 µm), respectively 190 µm (X100 = 360 to 460 µm) , depending on the lot. A larger diameter is even preferable from the viewpoint of dose reproducibility.
Los tiempos de residencia medidos con el método de reducción de la caída de presión diferencial iguala los tiempos necesarios para completar la descarga de portador desde la cámara de circulación. Debido a que el paso de las partículas de portador es más o menos gradual desde el comienzo de la inhalación, el tiempo de residencia medio en la cámara de circulación es mucho más corto. Si la inhalación de la dosis total debiera estar dentro de 2 litros, el paso de portador total se debería completar preferiblemente dentro de 1,5 litros para que quede algo de volumen (0,5 litros) para el transporte de partículas finas al sitio de acción. De acuerdo con esto, el tiempo de residencia medio en la cámara de desaglomeración es mucho menor que 1,5 s a 60 l/min (en caso de una velocidad de descarga perfectamente constante aproximadamente 0,75 s). The residence times measured with the differential pressure drop reduction method equals the time needed to complete the carrier discharge from the circulation chamber. Because the passage of carrier particles is more or less gradual from the beginning of inhalation, the average residence time in the circulation chamber is much shorter. If the inhalation of the total dose should be within 2 liters, the total carrier step should preferably be completed within 1.5 liters so that some volume (0.5 liters) remains for the transport of fine particles to the site of action. Accordingly, the average residence time in the deagglomeration chamber is much less than 1.5 s at 60 l / min (in case of a perfectly constant discharge rate approximately 0.75 s).
A partir de la Figura 3, se puede concluir que el desprendimiento de partículas finas después de 0,75 s sólo es aproximadamente el 60% de la dosis (para el clasificador de aire básico altamente eficaz ya en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) y materiales portadores más bien comunes como fracciones de Farmatosa o Capsulac). Esto incluye que el 40% de la dosis se desperdicia por la deposición unida con los cristales de portador en la boca y la garganta del paciente. Esta parte de la dosis presenta la posibilidad de causar efectos secundarios locales adversos en estos sitios. A partir del 60% liberado de la dosis de fármaco, también se pierde una cierta cantidad por el inhalador y la acumulación en la boca, que significa que menos de la mitad de la dosis está disponible para entrar en el área objetivo, siempre que todas las partículas de fármaco (o aglomerados pequeños) dentro de esta parte de la dosis presenten la correcta distribución de tamaños. Esto es un argumento para mejorar además el concepto. Una posibilidad para aumentar la salida de partículas finas de un inhalador es optimizar la formulación en polvo con respecto a propiedades de portador y tiempo de mezclamiento (por ejemplo las Figuras 3A y 3B). Esta solución se encuentra dentro del alcance de esta invención. Otra manera es aumentar la eficacia del inhalador en términos de velocidad de disipación de la energía para desaglomeración del polvo. Esta mejora de la eficacia del inhalador para mezclas adhesivas es un aspecto de esta invención, como ya se ha mencionado previamente. From Figure 3, it can be concluded that the fine particle release after 0.75 s is only about 60% of the dose (for the highly effective basic air classifier already in international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) and rather common carrier materials such as Farmatosa or Capsulac fractions). This includes that 40% of the dose is wasted by deposition linked with the carrier crystals in the patient's mouth and throat. This part of the dose presents the possibility of causing adverse local side effects at these sites. From 60% released from the drug dose, a certain amount is also lost by the inhaler and accumulation in the mouth, which means that less than half of the dose is available to enter the target area, provided that all The drug particles (or small agglomerates) within this part of the dose have the correct size distribution. This is an argument to further improve the concept. One possibility to increase the output of fine particles from an inhaler is to optimize the powder formulation with respect to carrier properties and mixing time (for example Figures 3A and 3B). This solution is within the scope of this invention. Another way is to increase the effectiveness of the inhaler in terms of the rate of energy dissipation for powder deagglomeration. This improvement in the effectiveness of the inhaler for adhesive mixtures is an aspect of this invention, as previously mentioned.
Dentro del mismo tiempo de circulación, la eficacia del desprendimiento de partículas finas de los cristales de portador alojados dentro de una cámara de circulación se puede aumentar por (a) aumento de la velocidad de las partículas de portador en el impacto, (b) aumento del número de colisiones dentro de dicho tiempo de circulación y (c) optimización del ángulo de impacto. La velocidad de las partículas en el impacto no depende solamente de la velocidad del aire dentro de la cámara de circulación sino también del tiempo disponible entre dos colisiones para volver a acelerar la partícula por la fuerza de arrastre. Cuando las partículas de portador colisionan con la pared del inhalador, requieren perder parte de su momento para generar fuerzas inerciales, y más específicamente, de deceleración, que actúen sobre las partículas de fármaco que se adhieren. Para el tiempo de aceleración necesario entre colisiones, (a) la velocidad residual (en la nueva dirección) después de la colisión, (b) la distancia entre dos zonas de colisión, (c) la velocidad del aire dentro de la cámara y (d) la masa de las partículas son lo más relevante. Y para la velocidad residual después del impacto hacia la siguiente zona de colisión, el ángulo de impacto es importante también. Within the same circulation time, the effectiveness of fine particle detachment of the carrier crystals housed within a circulation chamber can be increased by (a) increasing the speed of the carrier particles on impact, (b) increasing of the number of collisions within said circulation time and (c) optimization of the impact angle. The velocity of the particles in the impact depends not only on the velocity of the air inside the circulation chamber but also on the time available between two collisions to accelerate the particle again by the drag force. When the carrier particles collide with the wall of the inhaler, they require losing part of their moment to generate inertial forces, and more specifically, of deceleration, that act on the adhering drug particles. For the necessary acceleration time between collisions, (a) the residual velocity (in the new direction) after the collision, (b) the distance between two collision zones, (c) the air velocity inside the chamber and ( d) the mass of the particles are the most relevant. And for the residual velocity after impact to the next collision zone, the angle of impact is important as well.
La pared cilíndrica de la cámara circular descrita en la patente internacional no publicada WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) sólo presenta dos alteraciones de los canales de aire. Para partículas que circulan en esta cámara, el ángulo de colisión con esta pared de la cámara cilíndrica es bastante obtuso Por lo tanto, la pérdida de momento en el impacto no es extrema y como resultado, la velocidad residual es bastante alta. Las partículas circulan dentro de esta cámara con alta velocidad cuando la velocidad del aire es alta y además de eso, el número de colisiones por unidad de tiempo es demasiado alto también. La alta velocidad y el alto número de colisiones compensan el ángulo más bien obtuso de impacto. Y debido a que no hay paso de portador, el consumo de energía para el desprendimiento de partículas finas es para la completa duración de la inhalación y esto hace el principio de desaglomeración altamente eficaz. Por definición, la fracción de partículas finas obtenida con este tipo de principio depende mucho del caudal. The cylindrical wall of the circular chamber described in the unpublished international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) only has two alterations of the air channels. For particles circulating in this chamber, the angle of collision with this wall of the cylindrical chamber is quite obtuse. Therefore, the loss of momentum in the impact is not extreme and as a result, the residual velocity is quite high. The particles circulate inside this chamber with high velocity when the air velocity is high and in addition to that, the number of collisions per unit of time is too high as well. The high speed and the high number of collisions compensate for the rather obtuse angle of impact. And because there is no carrier passage, the energy consumption for fine particle shedding is for the full duration of inhalation and this makes the principle of deagglomeration highly effective. By definition, the fraction of fine particles obtained with this type of principle is highly dependent on the flow rate.
Para el concepto descrito en la patente alemana DE 19522416, el ángulo de impacto contra secciones residuales de la pared interna de la cámara de circulación es 45 grados, que es óptimo en el equilibrio entre ángulo de impacto y velocidad de partícula residual, pero la distancia entre las secciones es bastante pequeña. Además de eso, el número de canales de derivación de aire a la cámara de circulación es alto, lo que reduce la velocidad del aire dentro de estos canales. Por lo tanto, la aceleración de las partículas de portador en la nueva dirección después de colisión no es máxima. El concepto es muy apropiado para la disgregación de gránulos esféricos blandos, como se describió previamente, pero para mezclas adhesivas, no se puede obtener el mejor resultado posible. For the concept described in German patent DE 19522416, the angle of impact against residual sections of the inner wall of the circulation chamber is 45 degrees, which is optimal in the balance between impact angle and residual particle velocity, but the distance Between the sections is quite small. In addition to that, the number of air bypass channels to the circulation chamber is high, which reduces the air velocity within these channels. Therefore, the acceleration of the carrier particles in the new direction after collision is not maximum. The concept is very appropriate for the disintegration of soft spherical granules, as previously described, but for adhesive mixtures, the best possible result cannot be obtained.
Para el concepto recién desarrollado para mezclas adhesivas descrito a partir de ahora (descripción técnica), la forma básica de la cámara de circulación es un octágono con ocho ángulos de 45 grados cada uno. Sin embargo, a diferencia de la patente alemana DE 19522416, no todos los lados del octágono tienen la misma longitud: se alternan cuatro lados más largos con cuatro lados más cortos. Lo último comprende los sitios de impacto para las partículas de portador. También a diferencia de este concepto descrito previamente, el número de canales de derivación sólo es tres. Por lo tanto, la velocidad del aire dentro de estos canales es mucho mayor al mismo caudal inspiratorio por la cámara de circulación. De acuerdo con esto, la fuerza de arrastre para la aceleración de las partículas portadoras dentro de la cámara es mucho mayor. Las partículas se aceleran por los lados más largos del octágono y el impacto en el lado más corto adyacente. Tanto la fuerza de arrastre inicial mayor como las trayectorias más largas para la aceleración de las partículas contribuyen a una mayor velocidad de impacto. For the newly developed concept for adhesive mixtures described hereinafter (technical description), the basic shape of the circulation chamber is an octagon with eight angles of 45 degrees each. However, unlike the German patent DE 19522416, not all sides of the octagon have the same length: four longer sides alternate with four shorter sides. The latter includes the impact sites for the carrier particles. Also unlike this previously described concept, the number of bypass channels is only three. Therefore, the air velocity within these channels is much higher at the same inspiratory flow rate through the circulation chamber. Accordingly, the drag force for the acceleration of the carrier particles within the chamber is much greater. The particles accelerate along the longer sides of the octagon and impact on the adjacent shorter side. Both the greater initial drag force and the longer trajectories for particle acceleration contribute to a higher impact speed.
De promedio, las partículas rebotan contra el lado de impacto con aproximadamente el mismo ángulo que el ángulo de impacto y después de desviación, son aceleradas inmediatamente hacia el siguiente lado de impacto. Sin embargo, tiene lugar algo de dispersión de partículas en otras direcciones, debido a la forma irregular de los cristales de portador. Como resultado de esta dispersión a mayor velocidad (comparado con la velocidad de impacto de partículas de portador al mismo caudal en el concepto descrito en la patente alemana DE 19522416), la velocidad de paso por el canal de descarga es mayor. Aunque esta velocidad de descarga se puede controlar bastante bien seleccionando la distribución apropiada de tamaño de portador y el diámetro para el canal de descarga, como se ha discutido previamente. La velocidad de circulación de portador más alta (de todos los conceptos) en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), no da como resultado la velocidad de descarga de portador más alta de este concepto de clasificador de aire básico, debido al ángulo obtuso de impacto y la extensión del tubo de descarga que sobresale a la cámara de circulación. La mayoría de las partículas en este concepto no se dispersan en la dirección del canal de descarga y las pocas que lo hacen, no pueden (con pocas excepciones) entrar en este canal debido a su extensión que sobresale de la pared superior del clasificador. On average, the particles bounce against the impact side at approximately the same angle as the impact angle and after deviation, they are immediately accelerated to the next impact side. However, some particle dispersion takes place in other directions, due to the irregular shape of the carrier crystals. As a result of this dispersion at a higher speed (compared to the impact velocity of carrier particles at the same flow rate in the concept described in German patent DE 19522416), the speed of passage through the discharge channel is greater. Although this download speed can be controlled quite well by selecting the appropriate carrier size distribution and diameter for the discharge channel, as previously discussed. The highest carrier circulation speed (of all concepts) in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), does not result in the highest carrier discharge rate of this classifier concept of basic air, due to the obtuse angle of impact and the extension of the discharge tube that protrudes into the circulation chamber. Most of the particles in this concept do not disperse in the direction of the discharge channel and the few that do, cannot (with a few exceptions) enter this channel due to their extension protruding from the upper wall of the classifier.
La velocidad media de las partículas con que circulan las partículas dentro del concepto recién desarrollado está entre esos conceptos descritos en la patente alemana DE 19522416 y la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) al mismo caudal inspiratorio: La razón para esto es, que la distancia entre los sitios de impacto en este nuevo concepto es más corta que la distancia requerida para acelerar las partículas hacia la velocidad del aire dentro de la cámara. Esto presenta la ventaja de que la fracción de partículas finas (FPF) depende menos del caudal inspiratorio que del de la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). The average velocity of the particles with which the particles circulate within the newly developed concept is between those concepts described in German patent DE 19522416 and the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) at the same inspiratory flow rate: The reason for this is that the distance between the impact sites in this new concept is shorter than the distance required to accelerate the particles towards the air velocity inside the chamber. This has the advantage that the fine particle fraction (FPF) depends less on the inspiratory flow rate than on the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC).
En cuanto al concepto con retención de portador casi completa (patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC)), la FPF depende del tiempo de residencia en la cámara de circulación del recién desarrollado concepto para mezclas adhesivas también. Esto se muestra en la Figura 8 para dos diferentes diseños de este nuevo concepto (símbolos abiertos y cerrados) en comparación con la FPF de los medios de desaglomeración descritos en la patente alemana DE 19522416 (asteriscos), usando una mezcla con Capsulac 60 y budesonida al 2%. Los símbolos cerrados representan la FPF del diseño más eficaz de este concepto. La eficacia aumentada ha reducido el tiempo de circulación necesario para el desprendimiento de aproximadamente el 40% de las partículas de fármaco a partir de los cristales de portador de dos a menos de un segundo. As for the concept with almost complete carrier retention (international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC)), the FPF depends on the residence time in the circulation chamber of the newly developed concept for adhesive mixtures as well. This is shown in Figure 8 for two different designs of this new concept (open and closed symbols) compared to the FPF of the disaggregation means described in German patent DE 19522416 (asterisks), using a mixture with Capsulac 60 and budesonide at 2%. The closed symbols represent the FPF of the most effective design of this concept. The increased efficiency has reduced the circulation time necessary for the release of approximately 40% of the drug particles from the carrier crystals from two to less than one second.
La figura muestra el mismo tipo de correlación entre tiempo de residencia y FPF como el de la Figura 3B, pero hay algunas diferencias relevantes. Para el clasificador de aire básico en la Figura 3B, no se usó flujo de envoltura. Por consiguiente, el flujo de aire inspiratorio completo se condujo por la cámara de desaglomeración durante los experimentos. Para el concepto recién desarrollado para mezclas adhesivas con paso de portador controlado en la Figura 8, aproximadamente 1/3 del caudal total se ha usado como flujo de envoltura para limitar la resistencia al flujo de aire del concepto a un valor conforme para el paciente. Las curvas en la Figura 3B representan los porcentajes de fármaco que se han desprendido de los cristales de portador, mientras que las curvas en la Figura 8 son para la fracción de partículas finas recogidas en un impactador de cascada. Por lo tanto, la diferencia entre ambos tipos de curvas es la adhesión del fármaco en el dispositivo inhalador y el tubo de entrada al impactador. También puede haber algunas pérdidas de las fracciones de partículas de fármaco más finas desde el paso por la etapa del impactador final. Finalmente, el tiempo de residencia en la Figura 3B es para la fracción de portador casi completa, mientras que el tiempo de residencia en la Figura 8 es el tiempo necesario para la completa descarga de portador. La duración media de circulación de portador en el concepto recién desarrollado es por lo tanto aproximadamente la mitad del tiempo de residencia que se presenta. The figure shows the same type of correlation between residence time and FPF as in Figure 3B, but there are some relevant differences. For the basic air classifier in Figure 3B, no envelope flow was used. Consequently, the complete inspiratory air flow was conducted through the deagglomeration chamber during the experiments. For the newly developed concept for adhesive mixtures with controlled carrier passage in Figure 8, approximately 1/3 of the total flow rate has been used as a wrapper flow to limit the air flow resistance of the concept to a value conforming to the patient. The curves in Figure 3B represent the percentages of drug that have come off the carrier crystals, while the curves in Figure 8 are for the fraction of fine particles collected in a cascade impactor. Therefore, the difference between both types of curves is the adhesion of the drug in the inhaler device and the inlet tube to the impactor. There may also be some losses of the finer drug particle fractions from passing through the final impactor stage. Finally, the residence time in Figure 3B is for the almost complete bearer fraction, while the residence time in Figure 8 is the time necessary for complete carrier discharge. The average duration of bearer circulation in the newly developed concept is therefore approximately half of the residence time presented.
Teniendo en cuenta todas estas diferencias, se puede concluir de la comparación de las Figuras 3B y 8, que la diferencia en eficacia entre el concepto recién desarrollado y el concepto presentado en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) es bastante sustancial. La fracción obtenida de partículas finas para el concepto optimizado en la Figura 8 es casi el 45% de la dosis después de un tiempo de residencia de 1 segundo, que significa que el tiempo de circulación medio fue sólo aproximadamente 0,5 s. Esto es aproximadamente el mismo porcentaje que el encontrado para el desprendimiento de partículas de fármaco en la Figura 3B después de 0,5 s. Así, después de la corrección para (a) las pérdidas en FPF debidas a adhesión en el inhalador y tubo de entrada y (b) la diferencia en caudal por la cámara de desaglomeración (reducida a un tercio para el concepto recién desarrollado como resultado de la aplicación del flujo de envoltura), el desprendimiento del fármaco en medio segundo es mucho mayor en este nuevo concepto. Reduciendo el flujo de envoltura, es posible un aumento adicional de la eficacia, pero el aumento resultante en la resistencia al flujo de aire puede hacer el uso del inhalador menos conforme para el paciente. Taking into account all these differences, it can be concluded from the comparison of Figures 3B and 8, that the difference in effectiveness between the newly developed concept and the concept presented in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) is quite substantial. The fraction obtained from fine particles for the concept optimized in Figure 8 is almost 45% of the dose after a residence time of 1 second, which means that the average circulation time was only about 0.5 s. This is approximately the same percentage as that found for the release of drug particles in Figure 3B after 0.5 s. Thus, after correction for (a) the losses in FPF due to adhesion in the inhaler and inlet tube and (b) the difference in flow through the deagglomeration chamber (reduced to one third for the newly developed concept as a result of the application of the envelope flow), the release of the drug in half a second is much greater in this new concept. By reducing the envelope flow, an additional increase in efficiency is possible, but the resulting increase in resistance to air flow may make the inhaler use less conforming to the patient.
La reducción del tiempo de residencia a un periodo menor que 1 a 1,5 segundos o incluso menor para caudales mayores que 60 l/min, parece más o menos obligatoria considerando las recientes directivas reguladoras, que requieren que se pueda inhalar la dosis completa en 2 litros. Como se muestra en la Figura 8, esto limita prácticamente la fracción de partículas finas a aproximadamente 40 a 50% de la dosis nominal para mezclas adhesivas, incluso cuando se inhalan de un medio de disgregación altamente eficaz. Especialmente para el intervalo hasta un segundo, la FPF disminuye enormemente al disminuir el tiempo de circulación. Así, es necesario afinar muy cuidadosamente el tiempo de residencia para obtener el mejor efecto terapéutico posible de una dosis de inhalación. Dentro del mismo intervalo de tiempos de circulación (0 a 1 s), las propiedades del material portador en mezclas adhesivas, que son relevantes para el desprendimiento de partículas de fármaco, son lo más crítico, también. Por lo tanto, una buena desaglomeración del polvo hasta un tiempo de residencia de un segundo es difícil de conseguir y esto debería ser un serio argumento para la reconsideración de la demanda mencionada previamente. Descripción de realizaciones preferidas de la invención The reduction of residence time to a period of less than 1 to 1.5 seconds or even less for flows greater than 60 l / min, seems more or less mandatory considering the recent regulatory directives, which require that the full dose can be inhaled in 2 liters. As shown in Figure 8, this practically limits the fine particle fraction to approximately 40 to 50% of the nominal dose for adhesive mixtures, even when inhaled from a highly effective disintegration medium. Especially for the interval up to one second, the FPF decreases greatly as the circulation time decreases. Thus, it is necessary to fine tune the residence time to obtain the best possible therapeutic effect of an inhalation dose. Within the same range of circulation times (0 to 1 s), the properties of the carrier material in adhesive mixtures, which are relevant for the release of drug particles, are the most critical, too. Therefore, a good breakdown of the dust up to a residence time of one second is difficult to achieve and this should be a serious argument for the reconsideration of the aforementioned demand. Description of preferred embodiments of the invention
La descripción del concepto recién desarrollado se hará sobre la base de dibujos adjuntos. The description of the newly developed concept will be based on attached drawings.
El diseño modular del medio de desaglomeración es otro aspecto de la invención. Permite el intercambio de diferentes conceptos (por ejemplo, clasificador de aire básico sustituido por el principio de desaglomeración optimizado para mezclas adhesivas) dentro del mismo dispositivo inhalador y/o el uso de los conceptos en diferente inhalador. La elección del concepto depende de (a) la aplicación específica o The modular design of the deagglomeration means is another aspect of the invention. It allows the exchange of different concepts (for example, basic air classifier replaced by the principle of deagglomeration optimized for adhesive mixtures) within the same inhaler device and / or the use of the concepts in different inhalers. The choice of concept depends on (a) the specific application or
(b) el tipo de formulación. (b) the type of formulation.
Además del diseño modular con diferentes conceptos para la cámara de desaglomeración, diversas realizaciones y variaciones son útiles y preferidas e incluyen el uso de tilbes de flujo longitudinal dentro del canal de descarga de la cámara de circulación que eliminan el componente de flujo tangencial (al coste de acumulación de fármaco incrementada en este canal) y el uso de una boquilla especial para la inclusión de partículas portadoras grandes que son arrojadas en dirección radial por acción centrífuga inmediatamente después de la descarga de la boquilla. Esto reduce la sensación irritada de la boca y candidiasis a partir de la deposición de portador en la boca. La boquilla se puede diseñar como un doble cilindro (co-axial) de tal manera que se cree una cámara anular entre los dos cilindros para almacenamiento de las partículas de portador retenidas. Antes de la inhalación, se desplaza la boquilla externa contra el cilindro interno (por rotación, usando una rosca de tornillo o tirando) en dirección longitudinal para crear un paso para las partículas portadoras. Después de la inhalación, la cámara anular se cierra de nuevo. Breve descripción de los dibujos función del tiempo de inhalación a 60 l/min para un clasificador de aire similar al concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). Las líneas continuas con símbolos abiertos representan las mezclas después de 10 minutos de tiempo de mezclamiento; los símbolos cerrados con líneas discontinuas son para mezclas después de tiempo de mezclamiento de 120 minutos. Materiales portadores son fracciones de tamiz de 45-63 µm y 150-200 µm procedentes de Farmatosa 150 M y fracción de tamaños de 150-200 µm de Capsulac 60. El peso de la dosis es 25 mg; In addition to the modular design with different concepts for the deagglomeration chamber, various embodiments and variations are useful and preferred and include the use of longitudinal flow tilbes within the discharge channel of the circulation chamber that eliminate the tangential flow component (at cost of increased drug accumulation in this channel) and the use of a special nozzle for the inclusion of large carrier particles that are thrown in a radial direction by centrifugal action immediately after the discharge of the nozzle. This reduces the irritated sensation of the mouth and candidiasis from carrier deposition in the mouth. The nozzle can be designed as a double (co-axial) cylinder so that an annular chamber is created between the two cylinders for storage of retained carrier particles. Before inhalation, the outer nozzle is moved against the inner cylinder (by rotation, using a screw thread or pulling) in the longitudinal direction to create a passage for the carrier particles. After inhalation, the annular chamber closes again. Brief description of the drawings function of the inhalation time at 60 l / min for an air classifier similar to the concept described in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). Continuous lines with open symbols represent mixtures after 10 minutes of mixing time; closed symbols with dashed lines are for mixtures after mixing time of 120 minutes. Carrier materials are sieve fractions of 45-63 µm and 150-200 µm from Farmatosa 150 M and 150-200 µm size fraction of Capsulac 60. The dose weight is 25 mg;
- Figura 1 Figure 1
- es un diagrama que muestra la eficacia de eliminación de portador de It is a diagram showing the effectiveness of carrier elimination of
- un a
- clasificador de aire similar al concepto descrito en la patente sorter from air Similary to the concept described in the patent
- internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC) International WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC)
- como función del how function of
- diámetro medio de portador para fracciones de tamaño estrechas de average carrier diameter for narrow size fractions of
- diferentes tipos de alfa-lactosa monohidratada cristalina a 30 y 40 l/min. different types of crystalline alpha-lactose monohydrate at 30 and 40 l / min.
- El peso de la dosis es 25 mg; The dose weight is 25 mg;
- Figura 2 Figure 2
- es un diagrama que muestra el diámetro límite de un clasificador de aire It is a diagram showing the limit diameter of an air classifier
- similar al concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 similar to the concept described in international patent WO 01/60341 A1
- (Art. 54 (3) EPC) como función del caudal por el clasificador para sulfato (Art. 54 (3) EPC) as a function of the flow through the sulfate classifier
- de colistina con una distribución de tamaño relativamente amplia entre of colistin with a relatively wide size distribution between
- 0,7 y 87 µm cuando 0.7 and 87 µm when
- se mide con un aparato de difracción láser be measure with a laser diffraction apparatus
- (Sympatec, (Sympatec,
- HELOS compacto, modelo KA con lente de 100 mm) HELOS compact, model KA with lens from 100 mm)
- después de dispersión RODOS. Los valores límite iguales a los valores after dispersion RODOS. Limit values equal to values
- de X100 of X100
- de análisis de difracción láser de la nube de aerosol del laser diffraction analysis of the cloud spray
- inhalador inhaler
- de ensayo unido a un adaptador de inhalador especial from test United to a adapter from inhaler special
- (modelo de ensayo de RuG); (RuG test model);
- Figura 3A Figure 3A
- es un diagrama que muestra el resto de portador, extrapolado a retirada It is a diagram showing the rest of the carrier, extrapolated to withdrawal
- del 100% para mezclas adhesivas 100% for adhesive mixtures
- con budesonida al 0,4% como with 0.4% budesonide how
Figura 3B es un diagrama que muestra la velocidad de liberación de fármaco para mezclas con budesonida al 0,4% a 60 l/min para un clasificador de aire similar al concepto descrito en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC). Se han calculado las curvas como 100 menos los valores en la figura 3A; Figure 3B is a diagram showing the drug release rate for mixtures with budesonide 0.4% at 60 l / min for an air classifier similar to the concept described in international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 ( 3) EPC). The curves have been calculated as 100 minus the values in Figure 3A;
Figura 4 es un diagrama que muestra fracciones de partículas finas para algunas ips comercializadas y dos diferentes conceptos de la invención, todos con mezclas adhesivas, obtenidas a 4 kPa por los inhaladores. Glaxo Diskus y Diskhaler ambos con formulaciones de Flixotide y Serevent; inhalador ISF con budesonida (Cyclocaps, Pharbita) y Foradil (Ciba Geigy). Clasificador de aire CII, similar al concepto en la patente internacional WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), con mezclas de budesonida al 0,4% para los portadores de Farmatosa indicados; Novolizer (con el concepto de la patente alemana DE 19522416) con mezclas de budesonida al 1% resp. salbutamol al 1% en Capsulac 60 (haces izquierdos por fármaco) y una mezcla de Capsulac 60 y Farmatosa 450 M al 5% (haces derechos por fármaco); Figure 4 is a diagram showing fine particle fractions for some commercialized ips and two different concepts of the invention, all with adhesive mixtures, obtained at 4 kPa by the inhalers. Glaxo Diskus and Diskhaler both with Flixotide and Serevent formulations; ISF inhaler with budesonide (Cyclocaps, Pharbita) and Foradil (Ciba Geigy). CII air classifier, similar to the concept in the international patent WO 01/60341 A1 (Art. 54 (3) EPC), with mixtures of budesonide 0.4% for the indicated carriers of Farmatosa; Novolizer (with the concept of German patent DE 19522416) with mixtures of budesonide at 1% resp. 1% salbutamol in Capsulac 60 (left beams per drug) and a mixture of Capsulac 60 and Farmatosa 450 M 5% (right beams per drug);
Figura 5 es un diagrama que muestra los tiempos de residencia de fracciones de tamices estrechas procedentes de Farmatosa 110M como función de diámetro medio de fracción a tres caudales diferentes en el concepto recién desarrollado para mezclas adhesivas con canal de descarga de 8 mm. El peso de la dosis es 10 a 11 mg; Figure 5 is a diagram showing the residence times of narrow sieve fractions from Farmatosa 110M as a function of average fraction diameter at three different flow rates in the newly developed concept for adhesive mixtures with 8 mm discharge channel. The dose weight is 10 to 11 mg;
Figura 6 es un diagrama que muestra los tiempos de residencia de diferentes tipos de material portador en el concepto recién desarrollado para mezclas adhesivas, para dos canales de descarga diferentes a 60 l/min. Los símbolos cerrados son fracciones estrechas de tamices procedentes de Farmatosa 110M; los símbolos abiertos son para productos de lactosa comercializados con diferentes diámetros medios. El peso de la dosis es aprox. 11 mg; Figure 6 is a diagram showing the residence times of different types of carrier material in the newly developed concept for adhesive mixtures, for two different discharge channels at 60 l / min. The closed symbols are narrow fractions of sieves from Farmatosa 110M; The open symbols are for lactose products marketed with different average diameters. The dose weight is approx. 11 mg;
Figuras 7A y B son diagramas que muestran tiempos de residencia de mezclas Figures 7A and B are diagrams showing residence times of mixtures
- adhesivas con dos cargas de fármaco diferentes (budesonida al 0,4 y adhesives with two different drug fillers (budesonide 0.4 and
- 4,0%), en comparación con los materiales portadores no mezclados, 4.0%), compared to unmixed carrier materials,
- para el concepto recién desarrollado con 7 (Figura 7A), respectivamente for the newly developed concept with 7 (Figure 7A), respectively
- canal de descarga de 8 mm (Figura 7B) a 60 l/min. El peso de la dosis 8 mm discharge channel (Figure 7B) at 60 l / min. The dose weight
- es aprox. 14 mg. Las fracciones de portador proceden de Farmatosa is approx. 14 mg The carrier fractions come from Farmatosa
- 110 M (63-100 y 150-200 µm) y Capsulac 60 (150-200 µm); 110 M (63-100 and 150-200 µm) and Capsulac 60 (150-200 µm);
- Figura 8 Figure 8
- es un diagrama que muestra la fracción de partículas finas como it is a diagram showing the fraction of fine particles as
- función del tiempo de residencia en diferentes conceptos de los function of residence time in different concepts of
- principios de desaglomeración recién desarrollados para mezclas newly developed disaggregation principles for mixtures
- adhesivas medidas con un impactador Lenz Labor de cuatro fases del adhesive measures with a four-phase Lenz Labor impactor
- tipo Fisons a aprox. 4 kPa por los dispositivos. Mezcla: Capsulac 60 con Fisons type at approx. 4 kPa per devices. Mix: Capsulac 60 with
- budesonida al 2%. Los tiempos de residencia para las Figuras 5, 6, 7 y 2% budesonide. The residence times for Figures 5, 6, 7 and
- 8 se han obtenido de la medición de supresión-dP; 8 have been obtained from the suppression-dP measurement;
- Figura 9 Figure 9
- es una vista en perspectiva en despiece ordenado del concepto de it is an exploded perspective view of the concept of
- clasificador de aire básico del medio de disgregación con retención de basic air sorter of the disintegration medium with retention of
- portador; carrier;
- Figura 9A Figure 9A
- es una vista transversal del concepto de clasificador de aire básico It is a cross-sectional view of the basic air classifier concept
- ensamblado de la figura 9; assembly of figure 9;
- Figura 10 Figure 10
- es un diagrama que muestra los principales componentes de flujo de las It is a diagram showing the main flow components of the
- líneas de corriente de las trayectorias del aire y las partículas dentro de streamlines of air paths and particles within
- la cámara de circulación del clasificador de aire básico en relación con the circulation chamber of the basic air classifier in relation to
- las fuerzas que actúan sobre estas partículas; the forces acting on these particles;
- Figura 11 Figure 11
- es una vista en perspectiva en despiece ordenado del concepto con it is an exploded perspective view of the concept with
- barrera de aire dentro de la cámara de circulación que evita la adhesión air barrier inside the circulation chamber that prevents adhesion
- sustancial de partículas finas en la pared interior de la cámara, substantial fine particles in the inner wall of the chamber,
- especialmente durante la ruptura de gránulos esféricos blandos; especially during the rupture of soft spherical granules;
- Figura 12 Figure 12
- es una vista en despiece ordenado del concepto inventivo con lados de it is an exploded view of the inventive concept with sides of
- aceleración separados y lados de impacto y una velocidad de liberación separate acceleration and impact sides and a release speed
- controlada para los cristales de portador y controlled for carrier crystals and
Figuras 13A a E son vistas en despiece ordenado de algunas modificaciones diferentes de la placa superior de la cámara de circulación con canal de Figures 13A to E are exploded views of some different modifications of the upper plate of the circulation chamber with a flow channel.
descarga conectado a la misma, para los conceptos mostrados en las download connected to it, for the concepts shown in the
figuras 11 y 12. Figures 11 and 12.
La invención explicada en líneas generales anteriormente y todas sus características específicas, como se elucida en parte en las figuras 1 a 8, llegarán a ser evidentes a partir de la descripción técnica dada a partir de ahora, que se tendrá que leer en relación especialmente con los dibujos en las figuras 9 a 13. The invention explained in general lines above and all its specific features, as elucidated in part in Figures 1 to 8, will become apparent from the technical description given from now on, which will have to be read in relation especially to the drawings in figures 9 to 13.
Se entenderá por un experto en la materia que las figuras 9 a 13 muestran posibles realizaciones como ejemplo y que éstas se pueden modificar de muchas formas diferentes sin apartarse del alcance de la invención como se discutió en líneas generales y se define además en las reivindicaciones. It will be understood by one skilled in the art that Figures 9 to 13 show possible embodiments as an example and that these can be modified in many different ways without departing from the scope of the invention as discussed in general lines and further defined in the claims.
Por todos los dibujos, se designan los mismos elementos o parecidos con el mismo signo de referencia para facilidad de entendimiento de la invención. By all the drawings, the same or similar elements are designated with the same reference sign for ease of understanding of the invention.
La Figura 9 muestra el clasificador de aire básico conectado a un cuerpo 1 inhalador sin representar detalles del mecanismo de dosificación a partir del cual se arrastra la cantidad de polvo, que representa una sola dosis, por parte del flujo de aire inspiratorio por el canal 2 del polvo. La cámara 3 de circulación del clasificador de aire es cilíndrico, siendo una altura más pequeña que su diámetro y un redondeamiento 4 de poca importancia en la posición de la transición de la pared 5 cilíndrica a la pared 6 del fondo de la cámara 3. El aire cargado de partículas por el canal 2 del polvo se fuerza a cambiar su dirección de flujo después de alcanzar la placa 8 superior de la cámara 3 de circulación por un giro de 90 grados a la sección 2A final del canal 2 del polvo, que se aproxima a la cámara de circulación como una tangente a su pared 5 cilíndrica. En el lado opuesto de la cámara 3 de circulación está la entrada para el flujo de derivación a esta cámara, que es una segunda parte del flujo inspiratorio, que es la sección 9A final de un canal 9 de flujo de derivación. Esta sección 9A final del canal 9 de flujo de derivación también se construye como una tangente a la pared 5 cilíndrica de la cámara 3 de circulación para soportar el flujo de aire básicamente circular dentro de esta cámara 3, como se muestra en la figura 10. Las profundidades de las secciones 2A y 9A finales del canal 2 de flujo de polvo y el canal 9 de derivación, que tienen secciones transversales rectangulares, tienen aproximadamente la mitad de la profundidad de la cámara 3 de circulación del clasificador. El canal 9 de flujo de derivación aguas arriba de su sección 9A final se ha creado por reducción del espesor de la sección 10A de la pared cilíndrica externa de la cámara 3 de circulación, adyacente a la sección 9A del canal, para el mismo diámetro que para la sección 10B más delgada y por la misma altura que la profundidad de la sección final del canal 9A del flujo de derivación. Figure 9 shows the basic air classifier connected to an inhaler body 1 without representing details of the dosing mechanism from which the amount of dust, which represents a single dose, is carried by the inspiratory air flow through channel 2 of dust The circulation chamber 3 of the air classifier is cylindrical, being a height smaller than its diameter and a rounding 4 of little importance in the position of the transition from the cylindrical wall 5 to the wall 6 of the bottom of the chamber 3. The particle-laden air through channel 2 of the powder is forced to change its flow direction after reaching the upper plate 8 of the circulation chamber 3 by a 90 degree turn to the final section 2A of the channel 2 of the powder, which is it approaches the circulation chamber as a tangent to its cylindrical wall 5. On the opposite side of the circulation chamber 3 is the inlet for the bypass flow to this chamber, which is a second part of the inspiratory flow, which is the final section 9A of a bypass flow channel 9. This final section 9A of the bypass flow channel 9 is also constructed as a tangent to the cylindrical wall 5 of the circulation chamber 3 to support the basically circular air flow within this chamber 3, as shown in Figure 10. The depths of the final sections 2A and 9A of the powder flow channel 2 and the bypass channel 9, which have rectangular cross sections, are approximately half the depth of the circulation chamber 3 of the classifier. The bypass flow channel 9 upstream of its final section 9A has been created by reducing the thickness of the section 10A of the outer cylindrical wall of the circulation chamber 3, adjacent to the section 9A of the channel, for the same diameter as for section 10B thinner and at the same height as the depth of the final section of channel 9A of the bypass flow.
La pared 10 cilíndrica de la cámara 3 de circulación tiene dos secciones 10B más delgadas y dos secciones 10A más gruesas por las que se han construido los pasos 2 y 9 del aire, extendiéndose las cuatro secciones por partes iguales de la circunferencia de esta pared, correspondiendo a ángulos de aproximadamente 90 grados. En la placa 7 superior de la caja 1 del inhalador central, en las posiciones que corresponden a las secciones más delgadas de la pared 10, hay aberturas 11 que sirven como pasos para el flujo de derivación parcial y el flujo de envoltura. El aire que va por estos pasos 11 entra en una cámara 12 anular, como se muestra en la figura 9A, entre el cilindro 13 de la boquilla tubular y la pared 10 cilíndrica de la cámara 3 de circulación. Como resultado de las diferencias locales en el espesor para la pared 10 cilíndrica de la cámara 3 de circulación, la cámara 12 anular presenta diferentes anchuras. Las Figuras 9 y 9A no muestran la abertura de entrada para el flujo inspiratorio y la división de este flujo en (a) un flujo parcial que atraviesa la sección de medición de la dosis o de suministro de la dosis del inhalador antes de que entre en la cámara de circulación por el canal 2 del polvo y (b) otro flujo parcial que entra en la cámara 12 anular por las aberturas 11. Estos aspectos son parte del diseño del inhalador y no son relevantes para la invención. The cylindrical wall 10 of the circulation chamber 3 has two thinner sections 10B and two thicker sections 10A through which the air passages 2 and 9 have been constructed, the four sections extending equally from the circumference of this wall, corresponding to angles of approximately 90 degrees. In the upper plate 7 of the central inhaler box 1, in the positions corresponding to the thinner sections of the wall 10, there are openings 11 that serve as steps for the partial bypass flow and the envelope flow. The air that goes through these steps 11 enters an annular chamber 12, as shown in Figure 9A, between the cylinder 13 of the tubular nozzle and the cylindrical wall 10 of the circulation chamber 3. As a result of the local differences in the thickness for the cylindrical wall 10 of the circulation chamber 3, the annular chamber 12 has different widths. Figures 9 and 9A do not show the inlet opening for the inspiratory flow and the division of this flow into (a) a partial flow through the dose measurement or dose delivery section of the inhaler before it enters the circulation chamber through the dust channel 2 and (b) another partial flow entering the annular chamber 12 through the openings 11. These aspects are part of the design of the inhaler and are not relevant to the invention.
En la figura 9, la placa 8 superior de la cámara 3 de circulación es una parte separada que se prensa ajustada al cilindro 13 de la boquilla mediante un bloqueo suave en este cilindro. El cilindro 13 de la boquilla está colocado sobre la pared 10 cilíndrica de la cámara 3 de circulación y se fija a la caja 1 del inhalador por un cierre en bayoneta del que las proyecciones 15, unidas al cilindro 13 de la boquilla, fijadas en los huecos 15A ligeramente afilados debajo del borde 16 elevado localmente interrumpido adyacente a la pared 10 exterior de la cámara 3 de circulación. En la posición final de las proyecciones 15 en las rendijas 15A afiladas, se prensa la placa 8 superior firmemente contra el borde 17 de la pared 10 cilíndrica de la cámara 3 de circulación. La Figura 13E muestra que esta placa 8 superior también puede ser una parte integral de la cámara 3 de circulación; alternativamente (no mostrado), puede ser una parte integral del propio cilindro 13 de la boquilla. La placa 8 superior como se muestra en las figuras 9 y 9A, es básicamente circular pero tiene dos diámetros 14A y 14B diferentes para secciones diferentes de esta placa, que corresponden a los diferentes diámetros 10A y 10B para la pared 10 cilíndrica de la cámara 3 de circulación cuando el cilindro 13 de la boquilla se desprende en la posición. El espacio 18 en la figura 9A entre la pared interior del cilindro 13 de la boquilla y la placa 8 superior de la cámara 3 de circulación, en las posiciones en que la placa superior presenta un diámetro reducido, sirve como paso para el flujo de envoltura, que es una tercera parte del flujo inspiratorio total. El área en sección transversal total de los dos cuartos de la rendija básicamente anular entre la pared interior del canal 13 de la boquilla y la placa 8 superior de la cámara de circulación contribuye a la resistencia al flujo de aire del paso total para el flujo de envoltura. In Fig. 9, the upper plate 8 of the circulation chamber 3 is a separate part that is pressed adjusted to the cylinder 13 of the nozzle by means of a soft lock in this cylinder. The cylinder 13 of the mouthpiece is placed on the cylindrical wall 10 of the circulation chamber 3 and is fixed to the case 1 of the inhaler by a bayonet closure of which the projections 15, attached to the cylinder 13 of the mouthpiece, fixed in the gaps 15A slightly sharp below the raised edge 16 locally interrupted adjacent to the outer wall 10 of the circulation chamber 3. In the final position of the projections 15 in the sharp slits 15A, the upper plate 8 is pressed firmly against the edge 17 of the cylindrical wall 10 of the circulation chamber 3. Figure 13E shows that this upper plate 8 can also be an integral part of the circulation chamber 3; alternatively (not shown), it can be an integral part of the nozzle cylinder 13 itself. The upper plate 8 as shown in Figures 9 and 9A, is basically circular but has two different diameters 14A and 14B for different sections of this plate, corresponding to the different diameters 10A and 10B for the cylindrical wall 10 of the chamber 3 of circulation when the nozzle cylinder 13 detaches in position. The space 18 in Figure 9A between the inner wall of the cylinder 13 of the nozzle and the upper plate 8 of the circulation chamber 3, in the positions in which the upper plate has a reduced diameter, serves as a passage for the flow of envelope , which is a third of the total inspiratory flow. The total cross-sectional area of the two quarters of the basically annular slit between the inner wall of the channel 13 of the nozzle and the upper plate 8 of the circulation chamber contributes to the air flow resistance of the total passage for the flow of envelope.
La placa 8 superior de la cámara 3 de circulación tiene un paso 19 tubular para la liberación de la nube de aerosol de dicha cámara 3. El canal 19 de descarga comparte su eje con la cámara 3 de circulación pero tiene un diámetro menor que la cámara 3. Una parte 19A inferior del canal 19 sobresale a la cámara 3 de circulación por una distancia que es ligeramente más larga que la mitad de la profundidad de la cámara 3. La otra parte 19B del canal 19 sobresale por una placa 20 superior del cilindro 13 de la boquilla. El diámetro exterior del canal 19 de descarga es ligeramente menor que el diámetro del agujero 28 circular 19 (figura 11) en la placa 20 superior, para crear así, un paso 21 anular estrecho para el flujo de envoltura. Este paso 21 estrecho también contribuye a la resistencia al flujo de aire total para el flujo de envoltura. Las resistencias mencionadas para el flujo de envoltura se equilibran cuidadosamente con respecto a la resistencia al flujo de aire de la cámara 3 de circulación para controlar los caudales parciales por el inhalador. La rendija 21 anular entre el canal 19 de descarga y la placa 20 superior del cilindro 13 de la boquilla no tiene interrupciones, para crear una envoltura co-axial no rota de aire sin partículas alrededor de la nube de aerosol del canal 19 de descarga. The upper plate 8 of the circulation chamber 3 has a tubular passage 19 for the release of the aerosol cloud from said chamber 3. The discharge channel 19 shares its axis with the circulation chamber 3 but has a smaller diameter than the chamber 3. A lower part 19A of the channel 19 protrudes into the circulation chamber 3 for a distance that is slightly longer than half the depth of the chamber 3. The other part 19B of the channel 19 protrudes through an upper plate 20 of the cylinder 13 of the nozzle. The outer diameter of the discharge channel 19 is slightly smaller than the diameter of the circular hole 28 (Figure 11) in the upper plate 20, thus creating a narrow annular passage 21 for the envelope flow. This narrow passage 21 also contributes to the resistance to total air flow for the envelope flow. The mentioned resistances for the envelope flow are carefully balanced with respect to the airflow resistance of the circulation chamber 3 to control the partial flows by the inhaler. The annular slit 21 between the discharge channel 19 and the upper plate 20 of the nozzle cylinder 13 has no interruptions, to create a non-rotated co-axial wrap of air without particles around the aerosol cloud of the discharge channel 19.
El principio de trabajo del concepto de clasificador de aire básico se explica en la figura 10. La figura 10A muestra componentes relevantes de las líneas de corriente del aire dentro de esta cámara, mientras que la figura 10B es una representación esquemática de las fuerzas que actúan sobre las partículas de diferentes tamaños y en diferentes regiones de circulación. El principal componente de las líneas de corriente a lo largo de la periferia de la cámara 3 de circulación en la figura 10A está en dirección tangencial, mientras que más cerca del canal 19 de descarga, que empieza en el centro de la cámara 3, los componentes de flujo en las direcciones radial y longitudinal aumentan a medida que entra el aire en este canal. Los aglomerados con inercia relativamente grande, que entran en la cámara 3 de circulación a lo largo de su periferia, empiezan una trayectoria básicamente circular a lo largo de su pared 5 interna donde la fuerza centrífuga (FC) es dominante (figura 10B). Incluso después de la colisión con la pared 5 interna de la cámara 3 de circulación, como consecuencia de lo cual las partículas pueden rebotar contra esta pared y aproximarse al canal 19 de descarga en el centro de esta cámara 3, los aglomerados más grandes volverán a la ruta circular original por su alto momento (mV), junto con que se aceleran por la fuerza de arrastre (FD). Sin embargo, las partículas finas que se desprenden de estos aglomerados, presentan un momento mucho menor, mientras que la fuerza de arrastre es relativamente alta comparado con la fuerza centrífuga, especialmente en regiones de circulación a una cierta distancia de la pared 5 de la cámara 3 de circulación. Estas partículas pueden seguir las líneas de corriente del aire y se descargan desde la cámara 3 de circulación, mientras que aglomerados más grandes son retenidos dentro de esta cámara 3 por la acción de la fuerza centrífuga. The working principle of the basic air classifier concept is explained in Figure 10. Figure 10A shows relevant components of the air stream lines within this chamber, while Figure 10B is a schematic representation of the forces acting on particles of different sizes and in different regions of circulation. The main component of the current lines along the periphery of the circulation chamber 3 in Figure 10A is in a tangential direction, while closer to the discharge channel 19, which begins in the center of the chamber 3, the Flow components in the radial and longitudinal directions increase as air enters this channel. The agglomerates with relatively large inertia, which enter the circulation chamber 3 along its periphery, begin a basically circular path along its internal wall 5 where the centrifugal force (FC) is dominant (Figure 10B). Even after the collision with the inner wall 5 of the circulation chamber 3, as a result of which the particles can bounce against this wall and approach the discharge channel 19 in the center of this chamber 3, the larger agglomerates will return to the original circular route due to its high momentum (mV), together with the acceleration of drag force (FD). However, the fine particles that emerge from these agglomerates, present a much lower moment, while the drag force is relatively high compared to the centrifugal force, especially in regions of circulation at a certain distance from the wall 5 of the chamber 3 circulation. These particles can follow the streamlines of the air and are discharged from the circulation chamber 3, while larger agglomerates are retained within this chamber 3 by the action of the centrifugal force.
El clasificador de aire básico es particularmente adecuado para la disgregación de mezclas adhesivas, en que los cristales de portador grandes actúan como cristales limpiadores que mantienen la pared 5 cilíndrica interior de la cámara 3 de circulación libre de partículas finas de fármaco adheridas. Sin la presencia de estos cristales limpiadores, la acumulación de partículas finas dentro de esta cámara 3 es substancial, como en cámaras de remolino, torbellino o ciclón similares aplicadas en otros inhaladores de polvo seco. The basic air classifier is particularly suitable for the disintegration of adhesive mixtures, in which the large carrier crystals act as cleaning crystals that keep the inner cylindrical wall 5 of the circulation chamber 3 free of adhered fine drug particles. Without the presence of these cleaning crystals, the accumulation of fine particles within this chamber 3 is substantial, as in similar swirl, whirlpool or cyclone chambers applied in other dry powder inhalers.
En otra realización de la invención, como se muestra en la figura 11, el principio es particularmente adecuado para la disgregación de gránulos esféricos blandos o mezclas adhesivas para las que las partículas más grandes tales como cristales de portador, no son retenidas pero son liberadas gradualmente de la cámara 3 de circulación. Este concepto es diferente del concepto en la figura 9 con respecto a la forma y profundidad de la cámara 3 de circulación, el número y la forma de los canales para el flujo 9 de derivación, la forma del canal 2 del polvo, la placa 8 superior de la cámara de circulación y el canal 19 de descarga para la cámara de circulación unida a la misma, así como el paso de aire hacia los canales 9 de derivación. Además de eso, se muestran algunas diferencias de construcción entre los conceptos de las figuras 9 y 11 que no son esenciales para el alcance de la invención. In another embodiment of the invention, as shown in Figure 11, the principle is particularly suitable for the disintegration of soft spherical granules or adhesive mixtures for which larger particles such as carrier crystals are not retained but are gradually released. of the circulation chamber 3. This concept is different from the concept in Figure 9 with respect to the shape and depth of the circulation chamber 3, the number and shape of the channels for the bypass flow 9, the shape of the dust channel 2, the plate 8 upper of the circulation chamber and the discharge channel 19 for the circulation chamber attached thereto, as well as the passage of air towards the bypass channels 9. In addition to that, some construction differences are shown between the concepts of Figures 9 and 11 that are not essential to the scope of the invention.
El concepto en la figura 11 tiene siete canales 9 idénticos para el flujo de derivación, del cual cada uno tiene una forma generalmente rectangular en sección transversal y aproximadamente la misma profundidad que la cámara de circulación. Los canales 9 proporcionan la cámara 3 de circulación en vista superior en gran parte con la forma de un octágono con ocho ángulos abiertos idénticos de 135 grados entre las secciones 22 restantes de la pared 5 interior de la cámara 3 de circulación. El canal 2 de flujo del polvo es el mismo que para el concepto en la figura 9, excepto la profundidad de la sección 2A final del canal 9 que es el mismo que el de la cámara 3 de circulación. El aire fluye desde los canales de derivación 9 y del polvo 2 roza por estas secciones 22 restantes, que son las zonas de impacto para los aglomerados más grandes. Sólo las partículas más grandes pueden atravesar estos flujos como resultado de su alto momento. Las partículas finas con inercia mucho menor, toman el curso por los flujos de derivación, que crean una denominada barrera interna de aire entre estas partículas y las secciones 22 de la pared restantes. Por consiguiente, las partículas finas no pueden golpear estas secciones 22. Por lo tanto, la adhesión de las partículas finas sobre las zonas de impacto de las secciones 22 es muy baja, comparado con la adhesión en la pared 5 interior de la cámara 3 de circulación para el concepto mostrado en la figura 9, incluso a partir de la disgregación de gránulos esféricos. La cámara 3 de circulación de este concepto no presenta un redondeamiento entre las secciones 22 restantes de su pared interior y su fondo 6. The concept in Figure 11 has seven identical channels 9 for the bypass flow, of which each has a generally rectangular shape in cross-section and approximately the same depth as the circulation chamber. The channels 9 provide the circulation chamber 3 in top view largely in the form of an octagon with eight identical open angles of 135 degrees between the remaining sections 22 of the inner wall 5 of the circulation chamber 3. The powder flow channel 2 is the same as for the concept in Figure 9, except the depth of the final section 2A of the channel 9 which is the same as that of the circulation chamber 3. Air flows from the bypass channels 9 and dust 2 rubs through these remaining sections 22, which are the impact areas for the largest agglomerates. Only larger particles can pass through these flows as a result of their high momentum. Fine particles with much smaller inertia, take the course by bypass flows, which create a so-called internal air barrier between these particles and the remaining sections of the wall. Therefore, the fine particles cannot hit these sections 22. Therefore, the adhesion of the fine particles on the impact zones of the sections 22 is very low, compared to the adhesion on the inner wall 5 of the chamber 3 of circulation for the concept shown in figure 9, even from the disintegration of spherical granules. The circulation chamber 3 of this concept does not present a rounding between the remaining sections 22 of its inner wall and its bottom 6.
El canal 19 de descarga en el centro de la placa 8 superior para la cámara 3 de circulación para el concepto en la figura 11 no presenta una proyección en esta cámara 3 de circulación. El canal 19 tiene una pared 23 interna con un diámetro constante, pero una pared 24 exterior con un diámetro que aumenta exponencialmente desde el borde 19C superior hacia la placa 8 superior de la cámara 3 de circulación. Esto es para dirigir el flujo de envoltura por el canal 21 anular entre el canal 19 de descarga y la placa 20 superior del cilindro 13 de la boquilla de la cavidad 25 (como se representa en la figura 9) entre ambas placas 20 y 8 superiores tan suavemente como sea posible. Debido a la ausencia de una parte 19A saliente del canal 19 de descarga de la placa 8 superior de la cámara 3 de circulación en esta cámara 3, el paso al canal 19 de descarga para partículas más grandes que rebotan contra las secciones 22 restantes de la pared cilíndrica de la cámara 3 de circulación después del impacto, es mucho más extenso. Esto aumenta la zona desde la que las partículas grandes pueden entrar en el canal 19 de descarga. Además de eso, los ángulos con que las partículas rebotan contra las zonas 22 de impacto son menos obtusos que los del clasificador de aire básico con una pared 5 interna circular (concepto en la figura 9). Como consecuencia, las trayectorias de las partículas dentro de la cámara 3 de circulación del concepto en la figura 11 atraviesa más frecuentemente la zona desde la que las partículas pueden entrar en el canal 19 de descarga. Por lo tanto, se liberan gradualmente grandes partículas desde la cámara 3 de circulación y no hay retención de portador para este concepto particular del principio de disgregación. The discharge channel 19 in the center of the upper plate 8 for the circulation chamber 3 for the concept in Figure 11 does not present a projection in this circulation chamber 3. The channel 19 has an inner wall 23 with a constant diameter, but an outer wall 24 with a diameter that increases exponentially from the upper edge 19C towards the upper plate 8 of the circulation chamber 3. This is to direct the flow of envelope through the annular channel 21 between the discharge channel 19 and the upper plate 20 of the cylinder 13 of the cavity nozzle 25 (as shown in Figure 9) between both upper plates 20 and 8 as smoothly as possible. Due to the absence of a projection part 19A of the discharge channel 19 of the upper plate 8 of the circulation chamber 3 in this chamber 3, the passage to the discharge channel 19 for larger particles that bounce against the remaining sections 22 of the cylindrical wall of the circulation chamber 3 after impact, is much more extensive. This increases the area from which large particles can enter the discharge channel 19. In addition to that, the angles with which the particles bounce against the impact zones 22 are less obtuse than those of the basic air classifier with a circular internal wall 5 (concept in Figure 9). As a consequence, the trajectories of the particles within the circulation chamber 3 of the concept in Figure 11 more frequently cross the area from which the particles can enter the discharge channel 19. Therefore, large particles are gradually released from the circulation chamber 3 and there is no carrier retention for this particular concept of the principle of disintegration.
La placa 8 superior de la cámara 3 de circulación para el concepto en la figura 11 tiene el mismo diámetro para su circunferencia completa. El suministro de flujo de envoltura desde la cámara 12 anular (figura 9A) a la cavidad 25 (figura 9) entre esta placa 3 superior y la placa 20 superior del cilindro 13 de la boquilla es por una serie de muescas 26 a lo largo de la circunferencia 14 de la placa 8 superior, que tiene forma y dimensiones controladas cuidadosamente. Para el concepto en la figura 11, el número de muescas 26 es seis y están distribuidas de manera simétrica por la circunferencia 14 de la placa 8 superior con ángulos de 60 grados entre ellas. La resistencia al flujo de aire total de estas muescas 26 junto con la resistencia al flujo de aire del canal 21 anular entre el canal 19 de descarga y placa 20 superior del cilindro 13 de la boquilla determina la velocidad de flujo de envoltura con respecto a la desviación parcial y el caudal de polvo por el inhalador. The upper plate 8 of the circulation chamber 3 for the concept in Figure 11 has the same diameter for its full circumference. The envelope flow supply from the annular chamber 12 (Figure 9A) to the cavity 25 (Figure 9) between this upper plate 3 and the upper plate 20 of the nozzle cylinder 13 is by a series of notches 26 along the circumference 14 of the upper plate 8, which has carefully controlled shape and dimensions. For the concept in Figure 11, the number of notches 26 is six and they are distributed symmetrically by the circumference 14 of the upper plate 8 with angles of 60 degrees between them. The total airflow resistance of these notches 26 together with the airflow resistance of the annular channel 21 between the discharge channel 19 and upper plate 20 of the nozzle cylinder 13 determines the velocity of the envelope flow with respect to the partial deviation and dust flow through the inhaler.
No es particularmente relevante para el alcance de la invención la forma del cilindro 13 de la boquilla, que es circular con un diámetro que disminuye gradualmente desde el borde 29 del fondo al borde 27 superior para el concepto en la figura 9, pero más bien cambiando de circular a oval en la misma dirección para el concepto representado en la figura 11. El borde 27 superior se puede elevar en relación con la placa 20 superior del cilindro 13 de la boquilla. The shape of the nozzle cylinder 13, which is circular with a diameter that gradually decreases from the bottom edge 29 to the top edge 27 for the concept in Figure 9, is not particularly relevant to the scope of the invention, but rather by changing from circular to oval in the same direction for the concept shown in Figure 11. The upper edge 27 can be raised in relation to the upper plate 20 of the nozzle cylinder 13.
El concepto del principio de disgregación de acuerdo con la invención se representa en la figura 12. Para este concepto, la forma de la cámara 3 de circulación es básicamente la de un octágono, pero los ocho lados del octágono tienen dos longitudes diferentes. Cuatro lados 32 más largos de longitud preferiblemente generalmente idéntica alternan con cuatro lados 22 más pequeños de longitud preferiblemente generalmente idéntica. Los lados 32 más largos sirven como zonas de aceleración para los aglomerados que tienen inercia relativamente alta y requieren una cierta distancia por la que pueden ser arrastrados por la corriente de aire para aumentar la velocidad, mientras que los lados 22 más pequeños sirven como zonas de impacto para estas partículas. El número de canales 9 para el flujo de derivación se ha reducido a tres, comparado con el concepto representado en la figura 11. La sección transversal de estos canales es generalmente rectangular y el área de la sección transversal por el canal 9 es ligeramente mayor que la de los canales 9 de derivación en el concepto mostrado en la figura 11. A pesar de eso, la suma de las áreas de las secciones transversales para todos los canales 9 es menor que la del concepto en la figura 11. Como resultado, la velocidad del aire dentro de los canales 9 para el flujo de derivación es la más alta para el concepto en la figura 12, mientras que la resistencia al flujo de aire total de este paso para el flujo de derivación es ligeramente mayor también. The concept of the principle of disintegration according to the invention is represented in Figure 12. For this concept, the shape of the circulation chamber 3 is basically that of an octagon, but the eight sides of the octagon have two different lengths. Four longer sides 32 of preferably generally identical length alternate with four smaller sides 22 of preferably generally identical length. The longer sides 32 serve as acceleration zones for agglomerates that have relatively high inertia and require a certain distance by which they can be dragged by the air stream to increase speed, while the smaller sides 22 serve as areas of impact for these particles. The number of channels 9 for the bypass flow has been reduced to three, compared to the concept depicted in Figure 11. The cross-section of these channels is generally rectangular and the cross-sectional area along the channel 9 is slightly larger than that of the bypass channels 9 in the concept shown in Figure 11. Despite this, the sum of the cross-sectional areas for all channels 9 is less than that of the concept in Figure 11. As a result, the Air velocity within channels 9 for the bypass flow is the highest for the concept in Figure 12, while the total air flow resistance of this step for bypass flow is slightly higher as well.
En cuanto al concepto representado en la figura 11, el canal 19 de descarga no tiene parte 19A sobresaliendo a la cámara 3 de circulación. El diámetro interno del canal 19 se adapta al tiempo de residencia deseado de cristales de portador dentro de la cámara 3 de circulación. Variando este diámetro, la región dentro de la cámara 3, desde la que pueden entrar las partículas de portador al canal 19, se puede controlar, como se ha mostrado en la figura 8, donde símbolos similares representan los tiempos de residencia del mismo concepto sin embargo, con diferentes diámetros para el canal 19 de descarga. Las placas 8 superiores unidas a los canales 19 de descarga con diferentes diámetros, pueden ser las mismas desde otro punto de vista, como se muestra en la figura 13B1-B3, excepto el número de muescas 26 para el flujo de envoltura (opcionalmente, pero no necesariamente). Tienen cilindros 13 de boquilla acoplados de los que los agujeros 28 circulares en sus placas 20 superiores se ajustan a los diámetros exteriores del canal 19 de tal manera que las áreas de las secciones transversales para flujo de envoltura por los canales 21 anulares entre las paredes 30 interiores de los agujeros 28 circulares y las paredes 24 exteriores de los canales 19 de descarga son aproximadamente las mismas. El número de muescas 26 para el flujo de envoltura a lo largo de la circunferencia 14 de la placa 8 superior para la cámara 3 de circulación se puede variar (figura 13B1) para afinar bien la resistencia al flujo de aire del paso total para flujo de envoltura, en relación con la resistencia al flujo de aire de la cámara 3 de circulación. As for the concept represented in Figure 11, the discharge channel 19 has no part 19A protruding from the circulation chamber 3. The internal diameter of the channel 19 is adapted to the desired residence time of carrier crystals within the circulation chamber 3. By varying this diameter, the region within the chamber 3, from which the carrier particles can enter the channel 19, can be controlled, as shown in Figure 8, where similar symbols represent the residence times of the same concept without However, with different diameters for the discharge channel 19. The upper plates 8 attached to the discharge channels 19 with different diameters, can be the same from another point of view, as shown in Figure 13B1-B3, except the number of notches 26 for the envelope flow (optionally, but not necessarily). They have coupled nozzle cylinders 13 of which the circular holes 28 in their upper plates 20 conform to the outer diameters of the channel 19 such that the cross-sectional areas for sheath flow through the annular channels 21 between the walls 30 inside the circular holes 28 and the outer walls 24 of the discharge channels 19 are approximately the same. The number of notches 26 for the envelope flow along the circumference 14 of the upper plate 8 for the circulation chamber 3 can be varied (Figure 13B1) to fine tune the air flow resistance of the total flow passage wrap, in relation to the resistance to air flow of the circulation chamber 3.
En otra realización de la placa 8 superior para la cámara 3 de circulación, el canal 19 de descarga tiene dos secciones diferentes, teniendo una sección 23A superior un diámetro interno constante y una sección 23B inferior con un diámetro creciente hacia la cámara de circulación (figura 13B4). La transición está aproximadamente en el punto medio del canal 19. La parte inferior de este canal 19 presenta la forma de un tronco. Para control del tiempo de residencia del portador dentro de la cámara 3 de circulación, la anchura de la base de este tronco se puede variar. Esto tiene la ventaja de que no es necesaria la adaptación del canal 13 de la boquilla y que se pueden usar diferentes canales 19 de descarga, proporcionando diferentes tiempos de residencia, junto con el mismo cilindro 13 de la boquilla. In another embodiment of the upper plate 8 for the circulation chamber 3, the discharge channel 19 has two different sections, with an upper section 23A having a constant internal diameter and a lower section 23B with an increasing diameter towards the circulation chamber (Figure 13B4). The transition is approximately at the midpoint of channel 19. The lower part of this channel 19 has the shape of a trunk. For control of the residence time of the wearer within the circulation chamber 3, the width of the base of this trunk can be varied. This has the advantage that adaptation of the nozzle channel 13 is not necessary and that different discharge channels 19 can be used, providing different residence times, together with the same nozzle cylinder 13.
La figura 13C muestra una placa 8 superior para la cámara 3 de circulación con canales 19 de descarga con estrías 31 longitudinales a distancias iguales entre sí en sus paredes internas. Dichas estrías 31 longitudinales, que se extienden por la longitud total del canal 19 de descarga y que sobresalen desde su pared 23 interna al Figure 13C shows an upper plate 8 for the circulation chamber 3 with discharge channels 19 with longitudinal grooves 31 at equal distances from each other on their internal walls. Said longitudinal streaks 31, which extend along the total length of the discharge channel 19 and protrude from its inner wall 23 to the
5 canal 19 por una distancia que es menor que el diámetro interno del canal 19, pueden transformar el movimiento de las partículas dentro de este canal 19 sustancialmente desde dirección helicoidal a longitudinal. Esto reduce la deposición en la parte de delante de la boca desde giro centrífugo de partículas con inercia relativamente grande, como cristales de portador, que aún llevarán parte de la dosis de fármaco en 5 channel 19 for a distance that is smaller than the internal diameter of the channel 19, can transform the movement of the particles within this channel 19 substantially from helical to longitudinal direction. This reduces the deposition in the front of the mouth from centrifugal rotation of particles with relatively large inertia, such as carrier crystals, which will still carry part of the drug dose in
10 su superficie después de salir de la cámara 3 de circulación. Esto reduce la sensación bucal, pero aumenta la deposición de la garganta. Para la mayoría de las aplicaciones, será preferible por lo tanto un diseño sin estas estrías 31. Las estrías 31 pueden sobresalir tan lejos en el canal 19 de descarga, que se alcancen entre sí y comprendan una estructura 34 sólida que en vista desde arriba tenga la forma de una 10 its surface after leaving the circulation chamber 3. This reduces the buccal sensation, but increases the deposition of the throat. For most applications, a design without these striations 31 will therefore be preferable. The grooves 31 can protrude so far in the discharge channel 19, that they reach each other and comprise a solid structure 34 that, as seen from above, has the shape of a
15 cruz. (fig 13D). Finalmente, en la figura 13 (E) se muestra un diseño ascendente en que la placa 8 superior de la cámara 3 de circulación es una parte integral de esta cámara. Dicha construcción presenta la ventaja de que la transición de la parte longitudinal del canal 2 del polvo a la sección 2A final, que es una tangente a la cámara 3 de 15 cross. (fig 13D). Finally, an ascending design is shown in Figure 13 (E) in which the upper plate 8 of the circulation chamber 3 is an integral part of this chamber. Said construction has the advantage that the transition from the longitudinal part of the dust channel 2 to the final section 2A, which is a tangent to the chamber 3 of
20 circulación y en que la dirección del flujo es perpendicular a la de la sección 2, se puede construir con un cierto redondeamiento 33. Dicho redondeamiento proporciona una reducción sustancial de la acumulación del polvo en esta zona de transición del flujo. The circulation and in which the direction of the flow is perpendicular to that of section 2, can be constructed with a certain rounding 33. Said rounding provides a substantial reduction in the accumulation of dust in this transition zone of the flow.
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13. 13.
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Claims (14)
- 2. 2.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según la reivindicación 1, caracterizado por un canal (19) de descarga tubular con aproximadamente el mismo eje longitudinal que la cámara (3) de circulación pero un diámetro mucho menor y una extensión (19A) de este canal (19) que sobresale a dicha cámara (3) por una longitud que es menor que la altura total de la cámara (3) de circulación. A disintegration means for dry powder inhalers according to claim 1, characterized by a tubular discharge channel (19) with approximately the same longitudinal axis as the circulation chamber (3) but a much smaller diameter and an extension (19A) of this channel (19) protruding said chamber (3) by a length that is less than the total height of the circulation chamber (3).
- 3. 3.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por un tercer paso de aire (12, 18, 21, 25, 26) además de los dos canales (2, 9) de suministro de aire mencionados previamente para la cámara (3) de circulación o con un canal de entrada separado o como una A disintegration means for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized by a third air passage (12, 18, 21, 25, 26) in addition to the two air supply channels (2, 9) previously mentioned for circulation chamber (3) or with a separate input channel or as a
- 4. Four.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por más de uno, preferiblemente siete, canales (9) de suministro de aire para el flujo de derivación, estando todos sustancialmente simétricamente distribuidos por la circunferencia de la pared (5) cilíndrica de la cámara (3) de circulación, además del canal (2) que atraviesa un compartimento de dosis del inhalador, cuando se usa, proporcionando una denominada barrera de aire entre las partículas circulantes y la pared interior de la cámara creada por flujos de aire por los canales (9) de derivación que están estrechamente adyacentes entre sí, así como una superficie reducida de dicha pared (5), proporcionando además una adhesión de partículas finas fuertemente reducida a dicha pared (5), especialmente para la asociación con gránulos esféricos blandos; A disintegration means for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized by more than one, preferably seven, air supply channels (9) for the bypass flow, all being substantially symmetrically distributed along the circumference of the wall (5) ) cylindrical of the circulation chamber (3), in addition to the channel (2) that crosses a dose compartment of the inhaler, when used, providing a so-called air barrier between the circulating particles and the inner wall of the chamber created by flows of air through the bypass channels (9) that are closely adjacent to each other, as well as a reduced surface of said wall (5), further providing a fine particle adhesion strongly reduced to said wall (5), especially for association with soft spherical granules;
- 5. 5.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según la reivindicación 4, en el que se proporcionan ángulos obtusos de aproximadamente 135 grados entre los restantes lados (22) de la pared (5) cilíndrica por los canales (9) de suministro de aire que entran en la cámara (3) de circulación, que en su uso proporcionan un incremento del ángulo de impacto y hacen que las partículas reboten contra estos lados (22) de la pared de la cámara (3) hacia el centro de esta cámara (3) por una distancia mayor que permite que las partículas portadoras se aproximen o crucen el área central de la cámara (3) de circulación desde la que pueden entrar en el canal (19) de descarga, que da como resultado una liberación gradual de partículas de portador desde la cámara (3) de circulación por dicho canal (19) de descarga. A disintegration means for dry powder inhalers according to claim 4, wherein obtuse angles of approximately 135 degrees are provided between the remaining sides (22) of the cylindrical wall (5) by the air supply channels (9) which they enter the circulation chamber (3), which in their use provide an increase in the angle of impact and cause the particles to bounce against these sides (22) of the chamber wall (3) towards the center of this chamber (3 ) by a greater distance that allows the carrier particles to approach or cross the central area of the circulation chamber (3) from which they can enter the discharge channel (19), which results in a gradual release of particles of carrier from the circulation chamber (3) through said discharge channel (19).
- 6. 6.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por un extremo superior de la cámara (3) de circulación en su lado del canal (19) de descarga que forma una placa (8) superior de A disintegration means for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized by an upper end of the circulation chamber (3) on its side of the discharge channel (19) forming a top plate (8) of
- (10) (10)
- externa del ciclón y bloquea un paso para aire por un canal (12) anular entre la cámara (3) de circulación cilíndrica y el cilindro (13) de la boquilla tubular co-axial con mayor diámetro haciendo contacto con la pared interior de dicho cilindro (13) de la boquilla, excepto algunas pequeñas interrupciones en dicho reborde (18, 26) que controla la resistencia al flujo de aire de este paso, adaptado a una resistencia total predeterminada de la cámara (3) de circulación para controlar el flujo de envoltura parcial por la abertura anular (21) entre el cilindro (13) de la boquilla co-axial y canal external of the cyclone and blocks an air passage through an annular channel (12) between the cylindrical circulation chamber (3) and the cylinder (13) of the co-axial tubular nozzle with larger diameter making contact with the inner wall of said cylinder (13) of the nozzle, except for some minor interruptions in said flange (18, 26) that controls the resistance to air flow of this passage, adapted to a predetermined total resistance of the circulation chamber (3) to control the flow of partial wrapping by the annular opening (21) between the cylinder (13) of the co-axial nozzle and channel
- (19) (19)
- de descarga de la cámara (3) de circulación aguas abajo además de este reborde. of discharge of the chamber (3) of circulation downstream in addition to this flange.
- 7. 7.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que los lados (22) más cortos con ángulos preferiblemente obtusos de aproximadamente 135 grados con los lados (32) más largos. A disintegration medium for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized in that the shorter sides (22) with preferably obtuse angles of approximately 135 degrees with the longer sides (32).
- 8. 8.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que un canal (19) de descarga tubular tiene diferentes diámetros internos por su longitud para controlar el área dentro de la cámara (3) de circulación desde la que pueden entrar partículas de portador en este canal (19) y para controlar la velocidad de descarga de una dosis de portador con distribución de tamaño definida desde la cámara (3) de circulación, y más en particular para controlar el tiempo de residencia medio de portador dentro de la cámara (3) de circulación que determina el grado de desprendimiento de partículas finas a partir del portador y así, la dosis de partículas finas emitida a un cierto caudal inspiratorio. A disintegration means for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized in that a tubular discharge channel (19) has different internal diameters for its length to control the area within the circulation chamber (3) from which they can enter carrier particles in this channel (19) and to control the discharge rate of a carrier dose with defined size distribution from the circulation chamber (3), and more particularly to control the average residence time of the carrier within the circulation chamber (3) that determines the degree of fine particle detachment from the carrier and thus, the dose of fine particles emitted at a certain inspiratory flow rate.
- 9. 9.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por estrías (31) longitudinales o tiras en la pared tubular interna del canal (19) de descarga o una estructura (34) formada dentro de dicho canal (19) asimismo de pared a pared que, en la sección transversal, tiene preferiblemente la forma de una cruz que divide el canal (19) de descarga en aproximadamente cuatro secciones longitudinales, dichas estrías (31) o estructura A disintegration means for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized by longitudinal grooves (31) or strips in the internal tubular wall of the discharge channel (19) or a structure (34) formed within said channel (19) likewise from wall to wall which, in the cross section, preferably has the shape of a cross that divides the discharge channel (19) into approximately four longitudinal sections, said grooves (31) or structure
- 10. 10.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por dos canales anulares concéntricos entre el cilindro (13) de la boquilla y el canal (19) de descarga, sirviendo un canal (12) como paso de aire para el flujo de derivación hacia el medio de disgregación y el flujo de envoltura; sirviendo el otro canal como sitio de almacenamiento interno para partículas de portador retenidas y siendo desplazable dicho cilindro (13) de la boquilla en dirección longitudinal con respecto al canal de descarga de manera que se abra la cámara de almacenamiento de portador durante la inhalación o para cerrar esta cámara después de que se haya completado la inhalación para usar en asociación con conceptos de los medios de disgregación que no se han diseñado para la retención de portador. A disintegration means for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized by two concentric annular channels between the nozzle cylinder (13) and the discharge channel (19), a channel (12) serving as an air passage for the bypass flow to the disintegration medium and the envelope flow; the other channel serving as an internal storage site for retained carrier particles and said cylinder (13) being movable from the nozzle in a longitudinal direction with respect to the discharge channel so that the carrier storage chamber is opened during inhalation or for close this chamber after inhalation has been completed for use in association with concepts of disintegration media that are not designed for carrier retention.
- 11. eleven.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por que las entradas de los canales (2, 9) de suministro a la cámara (3) de circulación tienen cada una secciones transversales sustancialmente rectangulares. A disintegration means for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized in that the inlets of the supply channels (2, 9) to the circulation chamber (3) each have substantially rectangular cross sections.
- 12. 12.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por dimensiones esenciales adaptadas a un sistema inhalador de manera que diversas realizaciones de los medios de disgregación son fácilmente intercambiables dentro del mismo sistema inhalador de polvo seco, para comprender así un sistema modular que se pueda adaptar a los requerimientos específicos de la formulación de polvo usada en el inhalador. A disintegration medium for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized by essential dimensions adapted to an inhaler system so that various embodiments of the disintegration means are easily interchangeable within the same dry powder inhaler system, to thereby comprise a system modular that can be adapted to the specific requirements of the powder formulation used in the inhaler.
- 13. 13.
- Un medio de disgregación para inhaladores de polvo seco según cualquier reivindicación precedente, caracterizado por medios de codificación mecánica que interactúan con los correspondientes medios de codificación mecánica en el sentido de una función receptora de antagonistas entre el sistema de dosificación y la cámara de disgregación, para permitir la unión de los medios de disgregación sólo para sistemas de dosificación predeterminada o inhaladores para asegurar combinaciones correctas entre los medios de disgregación y una formulación de polvo médica predeterminada. A disintegration medium for dry powder inhalers according to any preceding claim, characterized by mechanical coding means that interact with the corresponding mechanical coding means in the sense of a receptor antagonist function between the dosing system and the disintegration chamber, for allow the attachment of the disintegration media only for predetermined dosing systems or inhalers to ensure correct combinations between the disintegration media and a predetermined medical powder formulation.
- 14. 14.
- Un inhalador caracterizado por un medio de disgregación según cualquier reivindicación precedente. An inhaler characterized by a disintegration means according to any preceding claim.
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